6.РАСШИФРОВКА И АНАЛИЗ ЗАПИСЕЙ РПУ-03.5

6.1.Предварительный анализ информации

После оснащения шахтных подъёмных установок регистраторами параметров (системами компьютерного мониторинга) обслуживающий персонал, специалисты горнодобывающих предприятий получили возмож­ ность постоянного контроля основных параметров работы подъёмной ус­ тановки. Сравнительный анализ данных за прошедшие сутки либо за лю­ бой период работы подъёма позволяет оперативно выявить отклонения в работе подъёмной установки. Накопленный опыт работы с архивными за­ писями позволяет рекомендовать начинать анализ той или иной ситуации с изучения работы подъёмной установки со времени предшествующего изу­ чаемому периоду. В этом случае, сравнивая графики изменения интере­ сующих специалиста параметров в различные периоды работы установки можно сделать первые выводы о характере и количественных величинах отклонений.

При нормальной работе подъёмной установки специалистов горно­ добывающего предприятия интересуют параметры, определяющие произ­ водительность установок, действия обслуживающего персонала в периоды технического обслуживания и при сдаче - приёмке смены.

При выявлении причин возникновения производственного инциден­ та или аварии и оценке действий для эксперта интересны все записи, сде­ ланные в течение 24 часов до исследуемого явления. Эта информация по­ зволяет оценить все происходившие на шахтной подъёмной установке со­ бытия: произведенные осмотры подъёмных сосудов, канатов, армировки ствола; состояние защит при ежесуточной проверке и передаче смены.

В качестве примера можно привести расшифровку записей регистра­ тора параметров РПУ-03.5 клетевой подъёмной установки одного из руд­ ников. В приложении 1 дано описание работы подъёмной установки при проверке защит за сутки до произошедшего инцидента. Это позволило по­ казать ошибочность действий машиниста подъёма.

Анализ работы скиповых шахтных подъёмных установок начинают, как правило, с изучения почасовой работы. В качестве примера на рис. 6.1 приведен вид экрана программы просмотра файлов PCRpu Vetlan после за­ грузки файла. На правой половине окна показано описание выводимых на экран графиков аналоговых и логических сигналов. Логические сигналы выводятся в виде прямых линий, уровень которых ступенчато меняется при переключении.

В левой части экрана выведены графики тока якоря, скорости и пе­ ремещения (положения в момент измерения) левого скипа. Видно, что в рассматриваемый период подъёмная установка работает ритмично.

Рис. 6.2. График одного цикла работы скиповой подъёмной установки

Определение технологических параметров работы шахтных подъём­ ных установок при расшифровке записей не представляет большой слож­ ности. Поэтому в дальнейшем будут рассмотрены возможные приемы оп­ ределения последовательности возникновения аварийных ситуаций, оцен­ ки действий машиниста шахтной подъёмной установки, выявления неис­ правностей, вызвавших тот или иной производственный инцидент.

При расшифровке записей регистраторов параметров необходимоучитывать особенности устройства и принципа действия подъёмной уста­ новки в целом и основных её элементов. Закономерности движения подъ­ ёмных сосудов во многом определяются механическими характеристиками электропривода установки.

6.2.Расшифровка записей работы шахтных подъёмных установок

сприводом постоянного тока

На горнодобывающих предприятиях России большинство скиповых подъёмных установок, имеющих большую мощность и интенсивный ре­ жим работы, оборудовано электроприводом постоянного тока. Электро­ привод постоянного тока имеет удобную для регулирования механическую характеристику (см. раздел 1.3).

На рис. 6.4 приведены графики изменения основных параметров двухскиповой одноканатной шахтной подъёмной установки с приводом по системе ТП-Д при перегоне подъёмных сосудов, позволяющие оценить работу привода.

В исходном состоянии левый подъёмный сосуд находится в нижней части ствола на отметке загрузки, а второй - наверху на отметке разгрузки. Статический момент на валу подъёмной машины и подъёмного двигателя определяется разностью натяжений канатов и при пустых скипах зависит только от разности длин правого и левого подъёмных канатов. Машина удерживается от движения тормозной системой.

В начале подъёма при заторможенной машине подается задание на подъём левого скипа («вперед»). При этом ток возбуждения подъёмного двигателя форсированно возрастает до номинального значения, а ток якоря двигателя увеличивается до максимального значения, зависящего от поло­ жения рукоятки задания. Соответственно нарастает крутящий момент подъёмного двигателя, пропорциональный произведению этих токов. На­ правление крутящего момента определяется направлением протекания то­ ка якоря (его знаком). В данном случае ток имеет положительный знак. Через 4,3 с после подачи задания машина растормаживается (на рис. 6.4 выведен график деформации левой тяги, по которой можно судить о рабо­ те тормозов), и начинается вращение барабана и движение скипов. Ско­ рость плавно возрастает.

Рис. 6.4. Графики изменения основных параметров при перегоне сосудов

Большой ток якоря в начальный момент вызван необходимостью га­ рантированно преодолеть статический момент при растормаживании ма­ шины и не допустить движения в обратную сторону.

После растормаживайия машины и начала движения задание было уменьшено и движение происходило с небольшим ускорением. Равномер­ ное движение сосудов осуществлялось со средней скоростью 4,6 м/с. На рис. 6.4 видно, как ток в якорной цепи двигателя постепенно уменьшается до нуля, меняет знак и возрастает пропорционально статическому моменту на валу подъёмной машины. При перегоне порожних сосудов натяжения правого и левого подъёмных канатов в середине ствола одинаковы и ста­ тический момент на валу машины равен нулю. Небольшой участок, на ко­ тором вес канатов и подъёмных сосудов уравновешен, называют точкой перевеса.

При движении скипов в зоне точки перевеса наблюдаются неболь­ шие пульсации тока якоря, вызванные особенностью работы привода при малых значениях тока якоря (зона прерывистых токов, см. рис. 1.10).

После прохождения сосудами точки перевеса статический момент со стороны барабанов и момент, развиваемый двигателем, меняют знаки. Та­ ким образом, в первую половину перегона сосудов подъёмный двигатель работает в двигательном режиме, во вторую - в генераторном. Генератор­

ный режим определяется тем, что скорость движения и ток якоря имеют разные знаки.

Переход подъёмного двигателя из двигательного режима в генера­ торный и обратно хорошо виден на примере работы клетевой подъёмной установки на рис. 6.5. Скорость подхода клети к приемным площадкам промежуточных горизонтов не должна превышать 1 м/с, поэтому диаграм­ ма скорости имеет пилообразную форму. Подъёмный двигатель работает в генераторном режиме при замедлении системы. На последнем (нижнем) участке движения суммарный вес груженой клети и каната превышает вес противовеса, поэтому двигатель работает в генераторном режиме и при равномерном движении.

Примеры расшифровки записей скиповых подъёмных установок с приводом постоянного тока приведены в приложениях 2 и 4.

6.3.Расшифровка записей работы шахтных подъёмных установок

сприводом переменного тока

Особенностью записей работы привода переменного тока с регули­ рованием скорости с помощью роторных сопротивлений является то, что ток статора не меняет полярности. Направление движения сосудов опреде­ ляется по показаниям датчика положения сосудов и тахогенератора. На рис. 6.6 приведён рабочий цикл скиповой подъёмной установки с противо­ весом.

Из графиков видно, что скорость скипа на участке движения с посто­ янной скоростью очень сильно зависит от статической нагрузки на ободе барабана подъёмной машины. Это связано с тем, что машинист не шунти­ рует все роторные сопротивления, тем самым ограничивая максимальную скорость подъёма (этот способ регулирования скорости описан в разделе 1.3 на с 17). При достижении максимальной для этого цикла скорости 6,5 м/с машинист ввел дополнительно две ступени роторных сопротивлений, что привело к замедлению системы.

При спуске порожнего скипа (подъёме противовеса) машинист так же ограничивает скорость движения неполным выведением роторных со­ противлений. При походе скипа под загрузку он включает динамическое торможение.

Для ограничения скорости подхода скипа под разгрузку и под за­ грузку машинист применяет механическое торможение.

Сочетание динамического торможения с механическим во многом зависит от квалификации и предпочтений машиниста подъёмной машины. На рис. 6.7 приведен цикл спуска груза в клети с противовесом. Видно, что машинист поддерживает скорость подъёмной установки отключением дви­ гателя в середине ствола и динамическим торможением при подходе скипа

к горизонту. Механический тормоз включается только при стопорении машины. Необходимо отметить, что график тормозного усилия (деформа­ ции тормозной тяги) на рис. 6.7 не инвертирован. Для удобства восприятия необходимо было его «перевернуть».

Рабочий цикл скиповой подъёмной установки с противовесом.

Рис. 6.6. Изменение параметров однососудной подъёмной установки

На рис. 6.8 показаны графики изменения основных параметров подъ­ ёмной установки при подъёме гружёного скипа. Особый интерес представ­ ляет график тока ротора. Как известно [4], ток ротора пропорционален ве­ личине момента на валу подъёмного двигателя, поэтому при создании сис­ темы взвешивания поднимаемого груза необходимо измерять ток ротора. Некоторую сложность здесь представляет измерение тока ротора при рабо­ те двигателя на естественной характеристике, когда частота тока имеет значение (1 - 2) Гц.

Замедление системы на данной подъёмной установке осуществляется постепенным введением роторных сопротивлений, сочетанием режима свободного выбега (отключением подъёмных двигателей) и режима подго­ на двигателем.

Рис. 6.7. Динамическое торможение при спуске груза в клети

Рабочий цикл двухскиповой двухдвигательной подъёмной установки. Шаг сетки - 10 с