杨绍波
[摘 要]矿山井下电气设备接地装置的正确安装是保证井下安全的必要条件。矿山工程由于井下巷道狭窄、场地受到限制，加上潮湿和部分矿山存在可燃性气体和粉尘爆炸的危险性，人身处在这种恶劣的环境中，触电的危险程度大大增加。因此，文章以大红山铜矿为例，就井下接地系统设计规范进行探讨，期望对同行能够有所裨益。
[关键词]大红山铜矿；井下接地系统；设计规范
中图分类号：TP27 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）06-0128-01
一、大红山铜矿井下接地系统设计的必要性
大红山铜矿位于云南省玉溪市新平县戛洒镇境内，设计开采总规模为日采选矿石4800t，一期设计生产能力为2400t/d，二期设计生产能力为2400t/d。经过多年的发展和建设，工程量巨大，巷道连接复杂，中段井下变电所的高压电一般由地表用高压电缆输入供电，接地保护装置在地表形成，与供电网络的接地系统连在一起，井下配电系统采用三相三线制。接地，一般是指电气装置为达到安全功能的目的，采用接地系统与大地或某一基准电位点做电气连接。其中为了降低电气装置外露导电部分和装置外导电部分在故障情况下可能带的电压，减少对人身的危害，而进行的接地称为保护接地。因此，井下的保护接地具有更为重要的意义。
二、井下接地网的构成
规程规定在矿山井下指定地点安装主接地极 、局部接地极，通过接地干线，把所有电气设备的保护接地装置（包括电缆的铠装、铅皮、接地芯线）连接起来，形成总接地网络。①主接地极。规范规定井下主接地极不应少于2块，分别设置于主、副水仓中。②局部接地极。下列地点应设局部接地极：装有电气设备的硐室；单独装设的高压电气设备；低压配电点；连接电力电缆的接线盒；接触电压大于40 V的任何地点。局部接地极可设置于巷道水沟内或其他就近的潮湿处。
③接地母线和接地支线。对于大红山铜矿井下接地系统而言，主要有四次接地：首先高压电缆进行一次接地，通过井下水仓进行第二次接地，井下采区变电所做局部接地，用电点再做一次局部接地。
三、接地装置选择和要求
第一，交流电气设备的接地可以利用的自然接地体。①埋设在地下的金属管道，但不包括有可燃或有爆炸物质的管道。②金属井管。③与大地有可靠连接的金属结构。④水工构筑物及其类似的构筑物的金属管、桩。第二，可作为交流电气设备接地线的自然接地体。①建筑物的金属结构（梁、柱等）及设计规定的混凝土结构内部的钢筋。②生产用的起重机的轨道、配电装置的外壳、走廊、平台、电梯竖井、起重机与升降机的构架、运输皮带的钢梁等金属结构。③配线钢管。第三，钢接地体和接地线的规格尺寸要求。接地装置宜采用钢材。接地装置的导体截面应符合热稳定和机械强度要求。 第四，低压电气设备外露的铜和铝接地线的最小截面要求。① 明敷的裸导体：铜为4mm2，铝为6mm2。②绝缘导体：铜为4mm2，铝为6mm2。③电缆的接地芯及与相线包在同一保护外壳内的多芯导线的接地芯：铜芯为1.5mm2，铝芯为2.5mm2。第五。在井下不得采用裸导体作为接地线。
四、井下保护接地的安装
大红山铜矿井下总接地极设在140、385、535中段排水泵站，利用水泵房的水仓做接地装置。总接地极不得小于两块，总接地极引出的连线应采用截面不小于100m，厚度不小于4mm的扁钢或直径不小于12mm的圆钢制成，一般不少于2根，并做防腐处理，两块主接地极之间距离为3～5m。①置于排水沟的局部接地极可将100mm× 4mm扁钢接地引线沿水沟方向在水沟底部敷设，每隔10m距离加小块钢板（厚度5mm以上，长度500mm，宽度根据水沟宽度而定），把接地引线焊好后敷设在水沟下面。小块钢板的数目应符合局部接地极的面积要求。②巷道中无排水沟或排水沟无水时，接地极可使用直径不少于35mm，长度不小于1.5m的钢管直接敲入潮湿的地中或经常出水的钻孔中。直埋入地下，管壁四周上下顺钻不少于20个，直径不少于5mm的孔。③井下各中段变电所、主水仓、用电点接地极并联起来，形成整体井下保护接地网。
五、井下保护接地的基本要求
1、井下所有电气设备的金属外壳及电缆的配件、金属外皮等，均应接地。巷道中接近电缆线路的金属构筑物等也应接地。
2、下列地点，应设置局部接地极：
（1）装有固定电气设备的硐室和单独的高压配电装置；
（2）采区变电所和工作面配电点；
（2）铠装电缆的铠装层、接线盒的金属外壳也应接地。
3、大红山铜矿井下电气设备保护接地系统形成以下接地网：
（1）所有需要接地的设备和局部接地极，均应与接地干线连接；接地干线应 与主接地极连接；
（2）移动式和携带式电气设备，应采用橡套电缆的接地芯线接地，并与接地干线连接；
（3）所有应接地的设备，应有单独的接地连接线，不应将其接地连接线串联连接；
（4）所有电缆的金属外皮，均应有可靠的电气连接和接地。无电缆金属外皮可利用时，应另敷设接地干线和接地极。
4、各中段的接地干线，均应与主接地极相连。敷设在钻孔中的电缆，如不能与井下接地干线连接，应将主接地极设在地面。
5、主接地极应设在井下水仓或积水坑中，且应不少于两组。局部接地极可设于积水坑、排水沟或其他适当地点。
6、接地极应符合下列要求：
（1）主接地极设置在水仓或水坑内时，应采用面积不小于O.75m2、厚度不小于5mm的钢板；
（2）局部接地极设置在排水沟中时，应采用面积不小于O.6m2、厚度不小于3.5mm的钢板，或具有同样面积而厚度不小于3.5mm的钢管，并应平放于水沟深处；局部接地极设置在其他地点时，可采用以下两种方法：
a、采用直径不小于35mm、长度不小于1.5m、壁厚不小于3.5mm的钢管，钢管上至少应有20个直径不小于5mm的孔，并埋入地下。
b、沿硐室两边0.2米高处各打20个孔径Φ35mm，深度为1.5米的接地桩眼，打地桩眼孔时应与侧板成45°，采用Φ25mm的圆钢打入孔中并进行注浆，用40扁铁或不小于Φ12mm圆钢进行焊接。
7、接地干线应采用截面积不小于lOOmm2、厚度不小于4mm的扁钢，或直径不小于12mm的圆钢。
电气设备的外壳与接地干线的连接线（采用电缆芯线接地的除外）、电缆接线盒两头的电缆金属连接线，应采用截面积不小于48mm2、厚度不小于4mm的扁钢或直径不小于8mm的圆钢。
8、接地装置所用的钢材，应镀锌或镀锡。接地装置的连接线应采取防腐措施。
9、当任一主接地极断开时，在其余主接地极连成的接地网上任一点测得的总接地电阻，不应大于2Ω。
每台移动式或手持式电气设备与接地网之间的保护接地线，其电阻值应不大于lΩ。接地线及其连接部位，应设在便于检查和试验的地方。
参考文献
[1]GB 16424/ T- 1996，中华人民共和国金属非金属矿山安全规程[S]
[1]王伟.等电位连接在井下接地系统中的研究与应用[J].中国煤炭，2014，08
[2]关恒祝.矿山井下低压IT接地系统设计规范探讨[J].工矿自动化，2015，02
