книги из ГПНТБ / Местер, И. М. Автоматизация контроля и регулирования рудничного проветривания

ного датчика (см. § 10) расхода воздуха и концентрации метана СД-1 [118], в котором автоматически контролируется поступление газовой смеси к датчику концентрации метана, благодаря чему повы­ шается достоверность передаваемой информации.

Блок питания обеспечивает искробезопасность передачи энергии к СД-1 на расстояние до 5 км благодаря применению повышенной частоты (270 гц) напряжения питания (см. § 8). Кроме того, в блоке питания предусмотрены аккумуляторы и специальное устройство для автоматической стабилизации их емкости, которые обеспечивают бесперебойную работу аппаратуры в течение 6 ч при отсутствии

тического подсчета прироста потребного количества воздуха. Узел вероятностной АГЗ выполнен на аналоговых элементах и функ­ ционирует по алгоритму интегрирующего СФ в функции двух параметров — концентрации метана и расхода воздуха.

КузНИУИ и КНИУИ совместно с заводом ПЗША разработан

иподготовлен к серийному изготовлению специальный аппарат КАМА локальной автоматики, предназначенный для комплексной увязки серийных средств управления, аэрогазового контроля и теле­ механики в единую систему автоматизации проветривания опасных по газу подготовительных выработок газовых шахт в нормальных

иаварийных режимах.

Благодаря применению блока увязки КАМА и серийной аппара­ туры АМТ-3 и «Ветер» (либо ТКУ-2) система в целом может выпол­ нять следующие функции:

1) местное и дистанционное управление рабочими и резервными вентиляторами местного проветривания (ВМП);

2) включение рабочих ВМП, переход на резервные ВМП, разгазирование подготовительной выработки автоматическими импуль­ сами с регулируемой скважностью;

3) автоматическое защитное снятие напряжения с механизмов подготовительного забоя и во всех последовательно проветриваемых выработках при превышении допустимой концентрации метана в контролируемых пунктах или уменьшении количества подаваемого воздуха ниже допустимого значения (уставки), а также при оста­ новке рабочих ВМП;

4)при наличии 100%-ного резерва ВМП и обеспечении нор­ мального режима проветривания допускать подачу электро­ энергии к забойному электрооборудованию при работе резервного ВМП;

5)автоматическое разрешение на подачу электроэнергии к маши­

нам и механизмам подготовительного забоя с выдержкой времени 5—20 мин (в зависимости от категории выработки по газу) после наступления нормального режима проветривания (при подаче в за­ бой необходимого количества воздуха и допустимой или меньшей концентрации метана в контролируемых пунктах);

223

6) автоматическое защитное снятие напряжения со всех меха­ низмов участка, включая ВМП, при возникновении режима рецир­ куляции или превышении концентрацией метана допустимого предела на исходящей струе (в режиме автоматического разгазирования);

7) автоматическое отключение датчиков метана, установленных в забое и устье подготовительной выработки, при нарушении про­ ветривания и их автоматическое включение (после контрольного импульсного режима) при наступлении нормального режима про­ ветривания;

8)контроль наличия напряжения резервного электроснабжения

иего автоматическое включение при исчезновении рабочего напря­ жения (при наличии резерва по электроснабжению);

9)электропитание аппаратуры локальной автоматики и КП телемеханической системы от рабочего и резервного источников элек­ троснабжения (при наличии резервирования);

10)местное задание уставки допустимой концентрации метана на исходящей струе из подготовительной выработки и автоматиче­ скую стабилизацию (поддержание) ее величины в режиме автома­ тического разгазирования;

11)изменение коэффициента усиления системы автоматической стабилизации по п. 10 с пульта диспетчера и на месте установки аппаратуры;

12)выключение электродвигателя ВМП при его перегреве и блокировку от повторного включения, снятие блокировки вручную

только после устранения причины аварии; 13) контроль и измерение производительности ВМП в начале

иконце трубостава (контроль утечек);

14)местную индикацию и измерение, а также ввод в контроли­ руемый пункт (КП) телемеханической системы следующей информа­ ции; о состоянии рабочих и резервных ВМП («Включен», «Выклю­ чен»), о предельных отклонениях концентрации метана и количества воздуха от допустимых значений, о значениях концентрации метана

ирасхода воздуха на исходящей вентиляционной струе подготови­

тельной выработки, о производительности ВМП.

Опытный образец (модификация для условий шахт Карагандин­ ского бассейна) аппарата КАМА показан на рис. IV.5.

Аппарат КАМА состоит из следующих блоков: электропитания с электрической и механической блокировками; автоматического переключения с рабочего источника электро­

энергии на резервный; местного и дистанционного управления;

автоматического разгазирования; сигнализации и измерения; температурной защиты;

комплексной увязки с серийными средствами управления (ПМВИ, ПВИ и т. п.), аэрогазового контроля и телемеханики;

преобразования информации с унифицированными выходами.

224

Для телеавтоматического управления ВМП на шахтах восточных бассейнов страны широко применяют аппаратуру «Ветер», разрабо­ танную Орловским заводом приборов совместно с КузНИУИ. Осно­ вой этой аппаратуры является общепромышленная система телеме­ ханики БТЦУ-1/10, в которой были переработаны линейные узлы в соответствии с требованиями искробезопасности.

Устройство «Ветер» предназначено для работы в системе автома­ тического контроля и централизованного диспетчерского управления ВМГТ рассредоточенными группами на нескольких (до 10) пунктах

Рис. IV.5. Опытный образец аппарата КАМА

и состоянием рудничной атмосферы в тупиковых забоях угольных шахт. Отличительной особенностью устройства является исполь­ зование одного общего приемопередающего устройства на пункте управления (ПУ) для связи со всеми контрольными пунктами (КП). Выбор и опрос КП осуществляется циклически импульсно-вре­ менным методом.

Передача полной информации с КП ведется при их вызове для опроса it управления. Устройство может работать в двух режимах: дежурном и рабочем. В дежурном режиме с каждого КП обеспечи­ вается автоматическая передача сигнала о сохранении заданного режима работы, благодаря чему контролируется также исправность линии. При неисправности КП посылается общий аварийный сигнал, одновременно запрещающий передачу приказов. В рабочем режиме осуществляется обмен информацией с выбранным КП и поддержание дежурного режима для остальных КП. При этом на каждом из КП

может осуществляться телеуправление тремя объектами, телесигна­ лизация и телеконтроль шестью объектами. Связь между ПУ и КП осуществляется по свободной двухпроводной кабельной линии связи произвольной конфигурации. Длительность передачи команды ТУ—ТС составляет 1 сек, дальность действия — не более 35 км при максимальном сопротивлении линии связи между КП и ПУ 200 ом/км. Максимальное сопротивление линии связи между любым датчиком и КП не должно превышать 300 ом.

Эта аппаратура не имеет каналов телеизмерения, но при соот­ ветствующей увязке с УВМ и наличии подземных передатчиков длиннопериодного телеизмерения ее можно приспособить для этих целей без изменения подземных КП.

Из зарубежной аппаратуры наибольший интерес представляет система централизованного телеконтроля параметров рудничной атмосферы, разработанная французским угольным научно-исследо­ вательским институтом «Cerchar», широко применяемая в настоящее время не только на угольных шахтах Франции, но и на шахтах ФРГ, Англии и Бельгии [109].

Комплект аппаратуры состоит из ДКА, устанавливаемых в гор­ ных выработках, и диспетчерской телеметрической стойки с измери­ тельными, регистрирующими, сигнальными и питающими устройст­ вами. Благодаря специальному коммутатору датчики подключаются на 5 сек поочередно к специальному многоточечному регистриру­ ющему прибору. Цикл опроса длится 4 мин, но при необходимости его можно регулировать.

Каждый датчик имеет автономный источник питания (железони­ келевый аккумулятор на 6 в), который подзаряжают по линии пи­ тания во время опроса других датчиков. Во время опроса данного датчика его аккумулятор питает кратковременно чувствительные элементы и частотный передатчик с рабочим диапазоном 7—10 кгц.

Максимальное число датчиков, обслуживаемых телецентралью, равно 40. Благодаря циклическому методу съема показаний и пита­ ния может быть использована одна двухжильная магистральная линия связи, соединяющая датчики с диспетчерской стойкой, а ори­ гинальная конструкция самописца на общей для всех датчиков регистрирующей бумажной ленте позволяет размещать записи 20 контролируемых датчиков, причем на одной дорожке шириной 2,4 см можно одновременно записывать два параметра, например концентрацию метана вертикальными линиями, высота которых соответствует величине контролируемого параметра, и скорость воздуха точками, располагаемыми между вертикальными линиями.

По данным работы [109], применение этой аппаратуры позволило в условиях шахт, где она установлена, повысить с согласия органов горной инспекции предельно допустимую концентрацию метана в верхней части лавы до 1,5% СН4 и на вентиляционных штреках — до 2% СН4.

Накопленный у нас в стране и за рубежом опыт в создании аппа­ ратуры централизованного аэрогазового контроля, а также резуль-

226

таты научных исследований по автоматизации проветривания уголь­ ных шахт позволили приступить к практической реализации систем автоматизированного распределения воздуха по горным выработкам и диспетчерского управления проветриванием шахт.

Ввиду большой сложности и значительного объема проектно­ конструкторских работ эта проблема решается комплексно с привле-

УвМ Статистическая одрадотка информации.

Техническая и технологическая диагностика. Коррекция динамических характеристик. Расчет нотредкого количества воздуха. Управление цифропечатью и устройст­

вами злектроккой индикации

V т V

I

./.У*//-/./ /.-<//< 0 ■//,*./.

Рис. IV.6. Технологическая схема централизованного контроля и диспетчер­ ского управления проветриванием на угольной шахте

чением специализированных организаций и предприятий под общим руководством головных институтов: МакНИИ и ИГД им. А. А. Скочинского.

На первом этапе решали вопрос централизованного контроля (по метану и воздуху) и газовой защиты с вводом информации в УВМ. Такая система, прошедшая промышленные испытания на шахте им. Бажанова (Донбасс), предусматривает непрерывный контроль концентрации метана с помощью аппаратуры АМТ-3, скорости

воздуха — с помощью датчика ДКВ-1, а также подсчет потребного количества воздуха, осуществляемый с помощью УВМ типа УМ1-НХ. Аварийные отклонения контролируемых параметров с отметкой вре­

Для регулирования количества воздуха предусмотрены РРВ конструкции ДГИ в специальном исполнении для конкретных усло­ вий шахты. Производительность ВГП типа ВЦ-5 изменяется с по­ мощью дистанционно управляемого направляющего аппарата.

228

В дальнейшем намечается переоборудовать ВГП на регулируемый привод с машиной двойного питания.

Управление ВМГІ и увязка соответствующего комплекса аппара­ туры осуществляется с помощью блока увязки (БУ) КАМА, экспери­ ментальные образцы которого прошли промышленные испытания на этой же шахте. Обмен информацией между подземными и диспет­ черскими устройствами осуществляется различными средствами

ления РР В -1

Рис. IV.8. Структурная схема автоматического управления РРВ и произво­ дительностью ВГП:

Б Л — блок логики; В Р У — блок ручного управления; Д И — датчик положения; Д П Т —

в зависимости от требований информационной согласованности.

В подсистемах I и II предусмотрено более высокое быстродействие

ипоэтому использован метод интенсивности и аппаратура ТКУ-2М. Для подсистемы III предусмотрена аппаратура <<Ветер».

Техническая реализация высшего уровня иерархии по всем трем

подсистемам осуществляется на базе управляющего комплекса

М 1010.

На рис. IV.9 приведен образец сменного отчета по аэрогазовому режиму шахты, выполненный в соответствии с данными § 8. Форма отчета разработана инж. К. А. Герценом и М. Н. Ершовым под

229

ная политика управления вентиляционными и гидравлическими сетями. Алма-

135с.

4.М е с т е р И. М. Электропривод и автоматика рудничных вентилятор­ ных установок главного проветривания. М., «Недра», 1964. 166 с.

5.М е с т е р Й. М. К вопросу о построении рациональной системы автоматизации рудничного проветривания. — В кн.: «Механизация и автомати­ зация проветривания шахт». Киев, ИТИ, 1965, с. 32—36.

6. М е с т е р И. М., Е р ш о в Н. М. Условия оптимального регули­ рования рудничного проветривания при технологической схеме с положитель­ ными участковыми регуляторами. — В кн.: «Вопросы механизации и автомати­ зации в горной промышленности». М., «Недра», 1967, с. .349—354. (Труды Кара­

автоматизации контроля и управления рудничной атмосферой». Вып. 71. М., изд. ЦНИГРИ, 1966, с. 62—77. Авт.: И. Н. Засухин, В. А. Сипяпш, В. В. Гречушкин, Е. И. Чернова, Б. В. Хронин.

10.Б а г р и н о в с к и й А. Д. Основы теории, методы расчета и анализа

des Ventilateurs. «Révue de l’hygie’ne des mines» (Belgique), 1971, N 2, p. 119— 153.

ческие процессы в выработанном пространстве при изменении режима проветри­

232