Việc lựa chọn cáp khai thác than là một liên kết quan trọng để đảm bảo hoạt động an toàn và đáng tin cậy của hệ thống điện ngầm, đòi hỏi phải xem xét tích hợp các yếu tố đa diện như môi trường, thông số kỹ thuật và thông số kỹ thuật an toàn. Dưới đây là các nguyên tắc chi tiết và hướng dẫn để lựa chọn loại cáp downhole:

I. Nguyên tắc cơ bản của việc lựa chọn

1. ‌Nguyên tắc kết hợp cảnh‌：

• Thiết bị di động (ví dụ: máy khai thác than, máy đào) ưu tiên chọn cáp bọc cao su, tập trung vào tính linh hoạt và hiệu suất chống mài mòn (bán kính uốn 6-8 lần đường kính ngoài của cáp), thiết bị có hệ thống điều khiển điện tử cần chọn thêm loại che chắn (ví dụ: MYP, MYPT series)

• Đường dây cố định được lựa chọn theo cách đặt: chôn hoặc đặt cáp bọc thép dọc theo đường hầm (MVV22, MYJV22), đặt ống có thể chọn loại không bọc thép (MVV) ‌

• Lựa chọn mục tiêu môi trường rủi ro cao: chọn loại chống cháy và chống tĩnh điện cho mỏ khí cao, chọn cáp cao su không thấm nước cho đường dẫn nước (sê-ri MYPTJ) ‌

2. ‌Thông số kỹ thuật Phù hợp‌：

• Cấp điện áp Yêu cầu điện áp hệ thống (ví dụ: cáp 0,66/1,14kV cho thiết bị 1140V, cáp 6/10kV cho hệ thống 6kV) ‌

• Lưu lượng tải cần được tính toán theo công suất thiết bị, tham khảo tiêu chuẩn GB 50217, đảm bảo lưu lượng tải cáp ≥ dòng điện định mức của thiết bị 1,2 lần ‌

• Số lõi và phần cần phù hợp với nhu cầu: cáp điện thường được sử dụng 4 lõi (3 lửa 1 mặt đất) hoặc 5 lõi (3 lửa 1 mặt đất), số lõi cáp điều khiển được xác định theo số vòng tín hiệu (4-61 lõi)

3. ‌Điểm chính yếu về Security Compliance‌：

• Tất cả các dây cáp khai thác phải có chứng nhận'MA'do Trung tâm đánh dấu an toàn sản phẩm khai thác quốc gia cấp.

• Kiểm tra báo cáo kiểm tra sản phẩm để xác nhận rằng các thông số hiệu suất như chống cháy, chống tĩnh điện, cách nhiệt phù hợp với tiêu chuẩn ‌

• Ưu tiên lựa chọn các sản phẩm của nhà sản xuất thông thường, đảm bảo đạt tiêu chuẩn quy trình sản xuất (chẳng hạn như độ tinh khiết của dây dẫn ≥99,95%, độ dày của lớp cách nhiệt đồng nhất mà không có bong bóng)

II. Các yếu tố lựa chọn chính

1. Khả năng thích ứng môi trường

• ‌nhiệt độ‌ Nhiệt độ dưới giếng cao hơn quanh năm, cáp nên có khả năng chịu nhiệt mạnh (ví dụ như cách điện XLPE chịu nhiệt độ lên đến 90 ℃)

• ‌Độ ẩm‌ Độ ẩm dưới giếng lớn, vật liệu vỏ cáp cần chống ẩm và có khả năng chống tia cực tím và oxy hóa.

• ‌ăn mòn‌ Sự hiện diện của khí hoặc chất lỏng ăn mòn, vật liệu vỏ cáp cần chống ăn mòn hóa học‌

• ‌Thiệt hại cơ học‌ Không gian dưới giếng nhỏ và môi trường hoạt động không ổn định, cáp cần có tính linh hoạt và chống rung tuyệt vời.

2. Lựa chọn mức điện áp

Theo quy định an toàn mỏ than và đặc điểm kỹ thuật thiết kế cung cấp điện, các lớp điện áp downhole được chia thành:

• Xếp hạng điện áp cao: 10000V (cung cấp đường trục từ trạm biến áp chính downhole đến trạm biến áp khu vực), 6000V (điện áp phân phối điện áp cao thứ cấp được sử dụng bởi một số mỏ)

• Mức điện áp trung bình: 1140V (điện áp thường được sử dụng cho các thiết bị lớn bề mặt làm việc tổng hợp), 660V (điện áp chính của thiết bị điện khai thác) ‌

• Cấp điện áp thấp: 380V (cung cấp cho thiết bị cố định nhỏ), 127V (điện áp đặc biệt cho hệ thống chiếu sáng, tín hiệu), 36V (điện áp an toàn cho thiết bị cầm tay) ‌

3. Yêu cầu về tính chất cơ học

• Độ bền kéo: Cáp thép bọc thép nên được sử dụng cho trục hoặc đường hầm dốc gấp‌

• Hiệu suất chống mài mòn: Thiết bị di động chọn vật liệu chống mài mòn Giảm tần suất thay thế ‌

• Hiệu suất nén: Cấu trúc áo giáp được lựa chọn cố định làm giảm nguy cơ thiệt hại cơ học‌

Đề xuất lựa chọn cảnh ứng dụng khác nhau

1. Chọn theo khu vực

• ‌Trục đứng hoặc hẻm tốt với độ nghiêng trên 45 °‌: Cáp điện bọc thép bọc thép bọc thép PVC với cách điện PVC, Cáp điện bọc thép bọc thép XLPE với cách điện XLPE

• ‌Đường ngang hoặc đường tốt dưới góc nghiêng 45 °‌ Sử dụng băng thép cách điện PVC hoặc dây thép mỏng bọc thép PVC vỏ cáp điện, băng thép XLPE hoặc dây thép mỏng bọc thép PVC vỏ cáp điện‌

• ‌Đầu vào không khí nghiêng, bãi đáy giếng và vùng phụ cận, giữa trạm biến áp trung tâm đến trạm biến áp khai thác‌ Có thể sử dụng cáp lõi nhôm; Các địa điểm khác phải sử dụng cáp dẫn đồng

2. Lựa chọn theo thiết bị

• ‌Thiết bị di động như máy khai thác than, máy xúc‌: Cáp bọc cao su loại MY (0,38/0,66kV) được lựa chọn, lưu lượng tải ≤50A; hoặc cáp chống rách chống dầu loại MCP (1,9/3,3kV) có vỏ bọc dày đến ≥3mm ‌

• ‌Thiết bị cố định như băng tải‌ Chọn loại cáp không bọc thép MVV (đường hầm khô) hoặc loại áo giáp băng thép MVV22 (6/10kV)

• ‌Hệ thống chiếu sáng‌: Sử dụng cáp điện áp đặc biệt 127V, 36V là điện áp thấp đặc biệt an toàn (self)‌

• ‌Hệ thống truyền thông‌ Sử dụng cáp thông tin liên lạc loại MHYV, có các tính năng chống thấm nước, chống cháy nổ, chống nén và kéo

IV. Tiêu chuẩn quốc gia và tiêu chuẩn công nghiệp

1. ‌Thông số kỹ thuật hiệu suất an toàn‌：

• Tiêu chuẩn GB 3836 Series: Yêu cầu chống cháy nổ cho cáp trong môi trường nổ của mỏ than

• MT 818: Yêu cầu cáp chống cháy tốt

• Yêu cầu không có halogen khói thấp: kiểm soát lượng khói, tránh vật liệu chứa halogen, giảm phát thải khí độc hại‌

2. ‌Yêu cầu hiệu suất điện‌：

• Điện trở cách điện, tổn thất phương tiện truyền thông, điện áp và các chỉ số khác cần đạt tiêu chuẩn ‌

• Vật liệu dẫn: Nhiều dây đồng được sử dụng để đảm bảo tính dẫn điện cao và độ linh hoạt ‌

3. ‌Thông số cài đặt‌：

• Cáp phải được treo: trong đường ngang hoặc đường tốt dưới độ nghiêng 30 °, cáp được áp dụng để treo móc cáp ‌

• Việc treo cáp điện phải có độ võng thích hợp, và độ võng phù hợp và độ cao phù hợp, treo gọn gàng và không có chéo ‌

• Cáp không nên treo trên đường ống phong thủy và cáp không bị ướt hoặc nhỏ giọt.

V. Đề xuất quy trình lựa chọn

1. ‌Sử dụng môi trường rõ ràng‌ Đánh giá nhiệt độ dưới giếng, độ ẩm, ăn mòn, nguy cơ thiệt hại cơ học, vv

2. ‌Xác định các thông số kỹ thuật‌ Tính toán dòng tải, xác định mức điện áp, chọn số lõi và phần

3. ‌Chọn loại cáp‌ Được xác định theo tính di động của thiết bị (cố định/di chuyển) và cách đặt (chôn trực tiếp/xuyên ống/treo)

4. ‌Kiểm tra hiệu suất bảo mật‌ Kiểm tra chứng nhận'MA', lớp chống cháy, hiệu suất chống tĩnh điện, v.v.

5. ‌Xem xét chi phí bảo trì‌ Chọn vật liệu bền để giảm tần suất thay thế, giảm chi phí vận hành và bảo trì sau này từ nguồn lựa chọn

Thông qua các nguyên tắc và hướng dẫn trên, có thể lựa chọn một cách khoa học và hợp lý cáp phù hợp với các tình huống khác nhau dưới giếng than, đảm bảo hoạt động an toàn và đáng tin cậy của hệ thống điện.