Принципы автоматизации буровых установок шахты

Конструкция буровых установок позволяет осуществлять управление режимами работы по одному или двум параметрам: подача бура и частота его вращения. Возможны следующие автоматизированные режимы рабо­ты буровых установок вращательного бурения, а также вращательно-ударного бурения:

1. Стабилизация на заданном токовыми уставками уровне среднего значе­ния мощности электродвигателя подсистемы привода исполнительного органа с помощью регулятора режимов работы. Этот режим может быть реализован для мехатронизированных буриль­ных ма­шин при наличии в составе их подсистем подвески и перемещения испол­нительного органа гидроцилин­дровых податчиков с регулируемыми гид­ропередачами «насос-гидродомкраты», обеспечивающими соответствующие измене­ния скорости подачи органа на забой. Принцип построения системы автоматического регулирования (САР) режима работы буровых машин для поддержания заданного значения нагрузки заключается в изменение скорости подачи в зависимости от нагрузки на приводной электродвигатель. Отличительная особенность САР буровой установки является наличие режима забуривания, который проводится при заведомо пониженной скорости.

2. Стабилизация на заданном уровне среднего значения момента электродвигателя подсистемы привода исполнительного органа на основе частотно-регулируемого электропривода путем регулирования скорости резания.

3. Автоматическое наращивание става путем последовательного выполнения следующих операций: выдвижка питателя с новой штангой на линию бурения; соединение новой штанги с буровым станком; возвращение питателя в заданном положении; бурение скважин на длину одной штанги; возвращение питателя в заднее положение. За тем цикл повторяется и бурение происходит до тех пор пока последняя штанга не выйдет из питателя. Процесс бурения может продолжаться после загрузки питателя штангой.

Принцип построения САР режима работы буровых машин для поддержания заданного значения нагрузки аналогичен системам САР для проходческих машин (например, регулятор ПРИЗ – М), т.е. используется минимальный вариант регулирования - изменение скорости подачи в зависимости от нагрузки на приводной ЭД. Отличительная особоеность САР буровой машины является наличие режима забуривания, который проводится при заведомо пониженной скорости.

В настоящее время иизвестна система автоматизации буровых машин представляет собой станцию САУБ и аппаратура наращивания бурового става.

Комплекс технических срадств автоматизации ктса

Комплекс КТСА предназначен для дистанционного управления буровым станком типа Б15-50 Э с автоматическим наращиванием става буровых штанг с функциями управления механизмами бурового станка в автоматическом, дистанционном и маневровом режимах и оповещением обслуживающего персонала в звуковом и световом виде [2].

Станок буровой типа Б15-50 Э предназначен для бурения дегазационных, увлажнительных скважин и скважин другого назначения. Наибольшая глубина скважины может доходить до 200 м в пологих и до 150 м в крутых угольных пластах из подготовительных выработок и камер.

Комплекс КТСА рассчитан для эксплуатации в подземных выработках шахт, опасных по газу и пыли, в том числе на выбросоопасных или угрожающих по выбросам угля, породы и газа пластах.

Современная элементная база комплекса с применением программируемого микропроцессорного контроллера, дисплея на пульте дистанционного управления позволи­ла реализовать следующие оновные функции:

• дистанционное управление механизмами бурового станка с пульта дистанционного управления с использованием блокировок, которые исключают поломку ме­ханизмов при ошибочных действиях обслуживающего персонала и при выполнении маневровых операций;

• автоматическое наращивание бурового става;

• автоматическое продолжение операции по наращиванию буро­вого става после прерывания напряжения питания с дальнейшим включением его нажатием кнопки «Пуск маслостанции»;

• отображение на дисплее информации о положении механизмов станка; о включении бурового станка в режиме автоматического, дис­танционного и маневрового управления; о выполнении станком про­цесса бурения скважины;

• диагностика отказов электродвигателей, питателя, механизмов подхвата, подачи, контроль уровня масла в маслобаке насосной стан­ции и его перегрева;

• при не включении одного из электродвигателей и при отсутст­вии подачи на дисплее указывается причина отказа;

• отображение на пульте дистанционного управления наличие буровых штанг в питателе, конечные положения питателя и каретки вращателя, окончание процесса свинчивания штанг.

Состав комплекса КТСА: пульт дистанционного управления; блок управления; коробка клеммная маслостанции;коробка клеммная бурового станка;коробка клеммная питателя.

Блок управления обеспечивает автоматическую стабилизацию тока нагрузки электродвигателя вращателя по минимальному варианту регулирования и защиту электродвигателя от перегрузки, а так же дистанционное управление электрооборудованием бурового става. Количество контролируемых электродвигателей не менее 3 шт. Кроме того, станция управления обеспечивает типовые электрические защиты и блокировки.

Также блок управления обеспечивает обеспечивает последовательное выполнение следующих операций: выдвижка питателя с новой штангой на линию бурения; соединение новой штанги с буровым станком; возвращение питателя в заданном положении; бурение скважин на длину одной штанги; возвращение питателя в заднее положение. За тем цикл повторяется и бурение происходит до тех пор пока последняя штанга не выйдет из питателя. Процесс бурения может продолжаться после загрузки питателя штангой.

Максимальная дальность расположения пульта дистанционного управления от станка при бурении, м, не более 30.