18. Основные требования к автоматизации шахтного водоотлива и реализация их в аппаратуре «уав».

Шахтные водоотливные установки предназначены для откачки на дневную поверхность воды, которая просачивается в шахтные выработки из вышележащих, естественных водонесущих породных пластов. Подземные шахтные выработки проходятся с небольшим уклоном вверх от ствола, с таким расчетом, чтобы шахтные воды по специальным штрековым канавам всегда стекали бы к стволу. В нижней части шахтного ствола помещается водосборник, емкость которого выбирается из расчета максимального суточного водопритока. Шахтные водоотливные установки должны откачать этот водоприток за три часа своей непрерывной работы в ночное время, когда тариф на электроэнергию минимален.

Требования к системам автоматизации шахтного водоотлива

Аппаратура автоматизации шахтного водоотлива должна обеспечивать:

1. Автоматическую контролируемую заливку насосов перед запуском их в работу;

2. Автоматическое включение в работу очередного насоса при достижении верхнего уровня воды в водосборнике и непрерывную его работу до тех пор, пока уровень воды в водосборнике не снизится до нижней отметки;

3. Автоматический контроль за работающим насосом и аварийное его отключение, в случае если он не достиг заданной производительности или при возникновении отказа в его работе (перегрев подшипников, короткое замыкание в приводе и т.д.);

4. Автоматическое включение в работу резервного насоса при отказе в работе основного насоса или при недостаточной его производительности (когда уровень воды в водосборнике растет и достигает повышенной или аварийной отметки);

5. Подачу звуковой и световой сигнализации на пульт диспетчера и машинное отделение о состоянии работы установки, аварийном уровне воды и отказах в работе насосов;

6. Дистанционное включение насосной установки с пульта диспетчера и перевод его на ручное управление из машинного зала;

7. Блокировку от повторного включения отказавшего насоса с пульта диспетчера;

8. Автоматическое управление работой задвижек на трубопроводах.

Схема установки датчиков в автоматической системе шахтного водоотлива.

Для автоматического управления системой шахтного водоотлива он оборудуется многочисленными датчиками. Структурная схема водоотливной установки и расположения в ней датчиков показана на рис.70.

Рис.70. Схема установки датчиков в системе шахтного водоотлива.

Шахтная водоотливная установка структурно состоит из многоступенчатого центробежного насоса I с приводом от электродвигателя V. Насосная установка расположена вблизи водосборника II, в котором помещено всасывающее устройство III и заливочный насос IV. С помощью этого насоса создается первоначальное давление в напорной магистрали водоотливной установки. Напорный трубопровод соединен с насосом через задвижку VI, оснащенную электроприводом VII.

Для обеспечения автоматического режима работы шахтной водоотливной установки она оснащается следующими типами датчиков:

1 – датчики температуры подшипников;

2 – датчик температуры обмотки двигателя;

3 – датчик давления воды;

4 – датчик положения задвижки «закрыто»;

5 – датчик положения задвижки «открыто»;

6 – датчик производительности насос;

7 – датчик нижнего уровня воды (ДНУ);

8 – датчик верхнего уровня воды (ДВУ);

9 – датчик повышенного уровня воды (ДПУ);

10 – датчик аварийного уровня воды (ДАУ).

Для автоматизации шахтного водоотлива используется серийная аппаратура аналогового типа. На шахтах чаще всего используется аппаратура следующих типов: ВАВ, УАВ и АВН-1М. Эти аппаратные средства шахтного водоотлива изготовляются различными производителями, но имеют примерно одинаковое устройство. Принцип работы этой аппаратуры рассмотрим на примере аппаратуры типа УАВ

Структура и принцип работы

Аппаратура УАВ имеет модульную структуру и служит для автоматического управления насосами шахтной водоотливной установки. В этой установке есть модули основного и резервного насосов., Эта аппаратура может комплектоваться модулями насосов повышенного и аварийного уровней. Структура аппаратуры УАВ показана на рис. 71.

Каждый из модулей этой аппаратуры запускается соответствующим датчиком уровня воды в водосборнике. Так датчик верхнего уровня ДВУ включает модуль основного насоса через пусковое реле верхнего уровня РУВ, которое в свою очередь включает реле повторения уровня РПУ. Таким образом, происходит запуск этого и аналогичных модулей этой аппаратуры.

Реле РПУ включает пускатель заливочного насоса IV и одновременно реле времени РВ. Заливочный насос работает до тех пор, пока давление воды в рабочей полости главного насоса не достигнет заданного уровня, или пока не сработает через заданный промежуток времени реле времени на его отключение. После срабатывания датчика давления реле главного насоса РГН включает двигатель V этого насоса, после его некоторое время оба насоса работают одновременно. После выключения через заданный промежуток времени с помощью реле времени заливочного насоса, реле РГН включает привод задвижки VII на ее открытие. Выключение этого привода происходит по сигналу датчика открытия задвижки. После

отключения привода задвижки работает только привод главного насоса. Работа насоса в этом режиме происходит до тех пор, пока не сработает датчик нижнего уровня ДНУ воды в водосборнике

Р ис.71. Структурная схема аппаратуры УАВ.

При срабатывании этого датчика включается реле РНУ, которое включает привод задвижки на закрытие и запускает реле времени РВ. После того как сработает датчик «задвижка закрыта» реле времени через заданное время отключает реле РГН и привод главного насоса останавливается.

При работе главного насоса производится контроль температуры подшипников и рабочей обмотки приводного двигателя насоса. В случае превышения заданного уровня этой температуры срабатывает реле защиты РЗ, которое производит отключение главного насоса в той же последовательности.