книги из ГПНТБ / Фотиев М.М. Рудничная автоматика и телемеханика учеб. пособие

(в случае поставки двигателей с термометрами сопротивления, за­ ложенными в обмотки двигателя) ;

температуры подшипников двигателя и вентилятора — аппара­ турой АКТ-1, установленной на станции КИП; при нагреве подшип­ ников более чем на 80° С вентилятор отключается;

потока и давления масла в системе смазки; подъема тормоза; если при включенном масляном выключате­

ле накладывается тормоз, происходит аварийное отключение вен­ тилятора.

Схемой управления предусмотрены блокировки, исключающие: одновременную работу двух вентиляторов (на вентиляторной

установке с рабочим и резервным вентиляторами) ; повторное или самопроизвольное включение привода вентилято­

ра после оперативного или аварийного отключения без новой ко­ манды на пуск и до устранения причины, вызвавшей аварийное от­ ключение;

включение вентилятора без подачи команды на новый пуск по­ сле нарушения пускового режима;

включение вентилятора до установки ляд в положение, соответ­ ствующее выбранному режиму работы;

включение электродвигателей лебедок ляд при работающем вен­ тиляторе.

Схема обеспечивает защиту:

от короткого замыкания и перегрузки — токовыми реле; от замыканий на землю; от работы синхронного двигателя в асинхронном режиме;

от отсутствия давления масла в системе маслосмазки; защита осуществляется струйными реле и электроконтактными маномет­ рами;

от повышения температуры подшипников двигателя и вентиля­ тора;

от затянувшегося пуска (более 8 мин)-, защита осуществляется с помощью реле времени.

Схемой предусмотрена ресинхронизация электродвигателя при отключении питающего напряжения и повторном его восстанов­ лении.

Все оборудование унифицированного комплекта аппаратуры уп­ равления вентиляторными установками главного проветривания монтируется на панелях, которые устанавливают в шкафах.

Для автоматизации вентиляторной установки в зависимости от типа и мощности главных и вспомогательных приводов разрабо­ таны: .

станция автоматизации, в которую входит аппаратура автомати­ зации и защиты, а также аппаратура управления вспомогательны­ ми приводами одного вентиляторного агрегата (две модификации — с аппаратурой управления маслосмазкой и без нее);

станция управления возбудительным агрегатом (две модифика­ ции— по току приводного двигателя возбудителя на 120 и 200 а);

роторная станция (одна модификация);

станция управления низковольтным нереверсивным двигателем (две модификации — на 250 и 500 а);

станция управления низковольтным реверсивным двигателем (две модификации — на 250 и 500 а) ;

станция вспомогательных приводов (одна модификация); пульт управления вентилятором (одна модификация) ; станция КИП (две модификации — с логометром и без него).

Если привод осуществляется от асинхронного двигателя с корот­ козамкнутым ротором, роторная станция исключается.

§ 56. Автоматический контроль рудничной атмосферы

Непрерывный автоматический контроль концентрации метана в рудничной атмосфере является одним из основных условий безо­ пасности работ в шахтах, опасных по газу или пыли.

Датчики концентрации метана выполняются в виде стационар­ ных и переносных приборов. Для обеспечения безопасности работ в шахтах, опасных по газу, создается система автоматической газо­ вой защиты. Она представляет собой широко разветвленную сеть датчиков метана, осуществляющих постоянный контроль за содер­ жанием метана и воздействующих на средства защитного отключе­ ния электрооборудования, аварийной сигнализации и регулирования. Главное место в системе газовой защиты занимают стационарные приборы, предназначенные для контроля за содержанием метана на исходящих вентиляционных струях лав, участков, крыльев шахт, а также для контроля за содержанием метана в подготовительных выработках, камерах и др.

Наибольшее применение получила стационарная . аппаратура контроля метана АМТ-2 и АМТ-3.

Анализатор метана термокаталитический АМТ-2 предназначен для непрерывного автоматического контроля содержания метана в шахтной атмосфере. Аппарат обеспечивает предупредительную те­ лесигнализацию при повышении концентрации метана до 0,7±0,1 %; аварийную сигнализацию — при концентрации метана 1 ± 0,1 %. Че­ рез 60 сек после включения аварийного сигнала прибор отключает фидерный автомат и этим снимает напряжение с участка.

В комплект аппаратуры АМТ-2 входят: датчик метана термока­ талитический ДМТ-2, аппарат сигнализации метана АСМТ-2, сиг­ нальное табло ТСМ-5, заградительный фильтр ФЗ-2, гудок пере­ менного тока ГПРВ-2М, индикатор выхода ИВМ-60.

Аппарат сигнализации метана АСМТ-2 служит для визуального контроля за содержанием метана, электрического питания датчика, обеспечения работы телесигнализации и релейной схемы; сигналь­ ное табло ТСМ-5 — для приема сигналов, поступающих от аппарата АСМТ-2 по занятой паре телефонных -проводов; заградительный фильтр ФЗ-2 — для запирания канала связи от токов частотой выше 3,5 кгц\ индикатор выхода ИВМ-60 — для контроля величины вы­ ходного сигнала генератора на частотах 32 и 38 кгц.

Основными узлами датчика ДМТ-2 являются: камера сгорания, элементы измерительной схемы, блок питания, указывающий при­ бор и механизм перекрытия камеры сгорания. Камера сгорания имеет взрывобезопасную оболочку, основание которой закрыто дву­

верхность полого цилиндра 2 из окиси алюминия. Разогрев катали-

Рис. 109. Схема измерительного моста дат­ чика ДМТ-2:

RI, R2 — термометры сопротивления; R3, R4, Лр— резисторы; |»ь4 — мнкроамперметр; /?и —на­ греватели

затора производится нихромовой спиралью 3, вставленной внутрь цилиндра. Тепловой эффект воспринимается платиновым термомет­ ром сопротивления, введенным в одно из плеч неуравновешенного электрического моста постоянного тока (рис. 109).

Для компенсации влияния на измерительную схему колебаний температуры окружающей среды, влажности и т. д. в камере сгора­

ния вместе с измерительным элементом (нагревателем Rn и термо­ метром сопротивления R1) помещен компенсационный элемент (нагреватель RK и термометр сопротивления R2). Благодаря этому, мостовая схема датчика, собранная на двух термометрах сопротив­ ления R1 и R2 и на двух балластных сопротивлениях R3 и R4, ус­ тановленных вне камеры сгорания, является чувствительной только к изменению содержания метана в рудничной атмосфере.

Так как платина имеет положительный температурный коэффи­ циент сопротивления, то при увеличении содержания метана сопро­ тивление термометра R1 линейно увеличивается, что приводит к не­ балансу мостовой схемы и увеличению тока в диагонали моста. Концентрация метана измеряется микроамперметром рА, включен­ ным в диагональ мостовой схемы и отградуированным в процен­ тах C I T4 .

Ток небаланса мостовой схемы поступает также в аппарат сиг­ нализации АСМТ-2, в котором установлены второй измерительный прибор и элементы релейно-исполиителы-юй схемы.

При включении аппарата сигнализации АСМТ-2 (рис. ПО) на­ пряжение 127 в переменного тока поступает на питающий трансфор­ матор Тр и феррорезонансиый стабилизатор Ст.

Стабилизированное напряжение подается на датчик .ДМТ-2, в котором загорается лампа Л2, указывающая на включение дат­ чика.

Со вторичных обмоток трансформатора Тр аппарата АСМТ-2 напряжение подается на выпрямитель В1 и подводится к тепловым реле РМ, РФ и лампе Л1. Через 1 мин, необходимую для уравнове­ шивания измерительного моста датчика по температуре, реле РМ срабатывает и своим контактом включает реле-повторитель ПРМ. Реле ПРМ самоблокируется, размыкает свой контакт в цепи ре­ ле РМ и включает указывающий прибор УП и два первичных ис­ полнительных реле Ml и М2, подключает выход генераторов частот к действующей телефонной линии. Первичные исполнительные ре­ ле Ml и М2 настраиваются резисторами R1 и R2 на срабатывание при концентрации метана соответственно 0,7 и 1%.

Градуировка указывающих приборов производится подбором со­ противления резистора Д3.

При содержании метана до 0,7% величина сигнала разбаланса, поступающая с измерительного моста датчика, недостаточна для срабатывания реле Ml, М2\ реле-повторители ПМ1, ПМ2 обесто­ чены и своими размыкающими контактами включают генераторы 32 и 38 кгц (соответственно Г32 и Р38), которые посылают сигналы в телефонную линию. При этом на табло ТСМ-5 срабатывают ре­ зонансные приемники ПС1, ПС2 и включают реле Р1 и Р2, которые замыкают свои контакты и на табло загорается лампа ЛВ («Анали­ затор включен»). При срабатывании реле Р1 и Р2 происходит пе­ реключение контактов в цепи реле PC, которое обесточивается и размыкающими контактами включает звонок. При нажатии кноп­ ки К выключения звонка включается реле PC, которое самоблоки­ руется и размыкающими контактами выключает звонок Зв. .

Схема звуковой сигнализации построена таким образом, что вся­ кая перемена светового сигнала на табло сопровождается звуковым сигналом, так как при переключении контактов реле Р1 и Р2 раз­ мыкается цепь питания реле PC, включающего звонок.

При концентрации метана 0,7% срабатывает реле Ml и контак­ тами включает реле-повторитель ПМ1, которое размыкает контак-

Рис. ПО. Схема анализатора метана АСМТ-2:

ты в цепи питания генератора Г32. Поскольку в табло не поступает сигнал частотой 32 кгц, то выходной сигнал приемника ПСІ отсут­ ствует, реле Р1 обесточивается и своими размыкающими контакта­ ми замыкает цепь сигнальной лампы ЛП («0,7% метана»). Одно­ временно включается звонок Зв.

При увеличении концентрации метана до 1 % срабатывает ре­ ле М2 и включает реле-повторитель ПМ2. Последнее включает теп­ ловое реле фидера РФ, замыкает контакты в цепи реле-повторителя фидера ПРФ, включает сирену ГПРВ-2М (присоединяется к зажи­ мам Кб, К7), переключает контакты в цепи питания генераторов частоты Г32 и,Г38. При этом генератор Г38 отключается, а Г32 включается. В сигнальном табло ТСМ-5 реле Р2 обесточивается и

размыкающими контактами включает лампу Л А («1% метана»), реле Р1 отключается и лампа ЛП гаснет.

С выдержкой времени в 1 мин срабатывает тепловое реле фиде­ ра РФ и своим контактом включает реле-повторитель ПРФ. Послед­ нее самоблокируется и контактом, выведенным на зажимы КЗ, К4, замыкает цепь отключающей катушки фидерного автомата.

Анализатор метана АМТ-3 отличается повышенной искробезопасностыо. В комплект аппаратуры АМТ-3 входят: датчик метана ДМТ-ЗТ, аппарат сигнализации АС-ЗТ или АС-ЗУ, стойка приемни­ ков телеизмерения СПТ-ЗИ, размещаемая в помещении диспетчера, заградительный фильтр ФЗ-4 и гудок ГГІРВ-2М.

Принцип действия и устройство измерительных элементов дат­ чиков ДМТ-ЗТ и ДМТ-2 аналогичны.

На базе АМТ-3 изготовлены и выпускаются три разновидности стационарных анализаторов метана: с телеизмерением — АМТ-ЗМ, участковый — AMT-ЗУ и тупиковый АМТ-ЗТ.

Все эти аппараты используются в системе автоматической газо­ вой защиты и телеавтоматического централизованного контроля содержания метана в рудничной атмосфере, которая позволяет осу­ ществить непрерывный автоматический контроль за содержанием метана в шахте, местную и централизованную звуковую и световую сигнализацию о предельно допустимых концентрациях метана, автоматическое отключение энергоснабжения контролируемых уча­ стков при достижении и превышении предельно допустимых кон­ центраций метана, телепередачу и непрерывную регистрацию инфор­ мации о содержании метана в шахте по собственному каналу телеиз­ мерения. Кроме того, система предусматривает возможность ввода непрерывной информации от анализаторов метана в любую обще­ шахтную систему ТИ — ТС — ТУ, а также непрерывной информации о газовом состоянии шахты в электронную вычислительную машину для ее обработки и выдачи сигналов управления в систему автома­ тического регулирования вентиляции. Наряду со стационарными, используются также переносные аппараты.

Метан-реле типа СМП-1 и СШ-2 представляют собой переносные приборы с автономным питанием и предназначены для непрерывно­ го контроля содержания метана в шахтной атмосфере и автомати­ ческой сигнализации при критической концентрации метана.

Комбайновое метан-реле ТМРК-3 предназначено для непрерыв­ ного автоматического контроля содержания метана в районе дейст­ вия угольного комбайна. При концентрации метана 2% метан-реле, воздействуя на цепь дистанционного управления комбайном, от­ ключает питание комбайна и включает звуковой сигнал.

§ 57. Автоматизация шахтных калориферных установок

Автоматизация калориферных установок дает возможность под­ держивать температуру в стволе, близкую к установленному значе­ нию, экономить топливо, уменьшить численность обслуживающего персонала.

Согласно правилам безопасности температура в стволах шахт с поступающей струей воздуха не должна быть ниже + 2 °С. Не­ прерывный контроль температуры воздуха, поступающего в шахту, осуществляется датчиками, которые воздействуют на регулирую­ щее устройство, аппаратуру сигнализации и др.

В схемах автоматизации калориферных установок шахт приме­ няется прибор РТК-2, состоящий из датчика контроля температуры H аппарата регулирования. В качестве чувствительного элемента используются терморезисторы ММТ-12 и КМТ-12. Аппарат регули­ рования состоит из показывающего прибора, двух исполнительных реле (нижнего и верхнего температурных уровней), блокинг-гене- раторов и стабилизированного источника питания. У диспетчера устанавливается второй прибор — для дистанционного визуального контроля температуры в шахтном стволе. Контакты исполнитель­ ных реле воздействуют на схему управления калориферной уста­ новки.

Для автоматизации калориферных установок изготовляется ти­ повой набор аппаратуры АКУ-63, который может быть использован как для безвентиляторных калориферных установок, так и для ус­ тановок с нагнетательным вентилятором.

Схема с вентилятором работает следующим образом. При сни­ жении температуры воздуха в стволе ниже заданной замыкается контакт регулятора температуры. При этом включается электродви­ гатель вентилятора № 1 и привод направляющего аппарата в сто­ рону его открывания. Открывание направляющего аппарата будет происходить до тёх пор, пока температура воздуха не достигнет заданного значения. Если температура не повышается, то направ­ ляющий аппарат вентилятора № 1 открывается полностью. При не­ достаточной теплопроизводительности, создаваемой работой первого вентилятора, включается вентилятор № 2, который при этом будет регулируемым. Выключение вентиляторов происходит в обратной последовательности. При повышении температуры воздуха в стволе соответствующий контакт регулятора температуры включает при­ вод направляющего аппарата второго вентилятора на закрывание. При полностью закрытом направляющем аппарате вентилятора № 2 включится исполнительный механизм направляющего аппарата вентилятора № 1 на закрывание. При полном закрытии направляю­ щего аппарата вентилятора № 1, последний так же, как и вентиля­ тор № 2, отключится. Таким образом, температура воздуха в стволе будет поддерживаться в заданных пределах. При значительном понижении давления пара контакт установленного на паропроводе электрокоитактного манометра с помощью реле включит привод направляющего аппарата вентилятора № 2 на закрывание. Отвод конденсата осуществляется посредством специального конденсатно­ го бака с двумя механическими регуляторами перелива. При чрез­ мерном понижении температуры конденсата на выходе из водяных калориферов контакт электрокоитактного термометра включает электромагнитный вентиль, который начнет отводить конденсат в котельную, минуя водяные калориферы.

1)насосный агрегат должен надежно работать без обслуживаю­ щего персонала: пуск и останов осуществляются автоматически в зависимости от уровня воды, в пределах регулировочной емкости водосборника;

2)схема должна обеспечивать: поочередную работу насосов, ав­

томатическое управление тремя насосами; автоматическое отключе­ ние неисправного насоса и включение резервного; одновременную работу двух насосов при аварийном уровне; дистанционный конт­ роль (визуальный) уровня воды в водосборнике и звуковую сигна­ лизацию при аварийном уровне; сигнализацию о неисправности на­ сосов (световую, звуковую), о наличии питания аппаратуры управ­ ления и сигнального табло (световую); приведение схемы в исходное положение при снятии и повторной подаче напряжения; возможность использования различных способов заливки; дозиро­ вание заливки по времени; работу насосов без управляемых задви­ жек; защиту от гидравлической неисправности и перегрева подшип­ ников насоса; защиту двигателя и пусковой аппаратуры в соответ­ ствии с установленными нормами; возможность простого и быстрого перевода с автоматического управления на ручное.

Насосные установки, оборудованные тремя и более агрегатами, двигателями напряжением 3 и 6 кв, кроме перечисленных требова­ ний, должны обеспечивать возможность дистанционного пуска и останова насосных агрегатов при уровне воды в пределах регули­ ровочной емкости водосборника; контроль производительности насоса и подачу сигнала о неисправности насоса при снижении ее на 15—20% против номинальной; автоматическое управление задвижками (при наличии их), защиту от гидравлических ударов.

Заливка насосов. Перед пуском центробежных насосов их необ­ ходимо заполнить водой. Заливка насосов осуществляется различ­ ными способами. В горной промышленности получили распростра­ нение следующие способы заливки.

Сифонный способ. Насосы имеют на всасывающем трубопрово­ де приемные клапаны, а при утечке воды через эти клапаны вода поступает по специальной трубе с верхнего горизонта; бак на верх­ нем горизонте наполняется водой; поступающей самотеком из штреков.

Этот способ'заливки прост и надежен, однако не может быть использован при высоте этажа более 60—70 м, так как в этом слу­ чае корпус насоса будет находиться под недопустимо высоким дав­ лением.

Устройство заглубленных насосных камер. Насосы располагают ниже уровня воды в водосборнике, и вода поступает к ним под на­ пором.

Этот способ заливки надежен, экономичен, упрощает схему авто­ матизации. Недостатками его являются значительные капитальные затраты на сооружение насосных камер, йеудобство оборудования заглубленных камер и возможность их затопления.

Применение бакового аккумулятора. После останова, насоса 9

(рис. 111) вода вытекает из всасывающего трубопровода 8 и из час-

ті-і нагнетательного трубопровода от обратного клапана 3 и задвиж­ ки 4. Часть нагнетательного трубопровода ниже линии А — А, насос и баковый аккумулятор остаются заполненными водой. Во время пу­ ска насоса вода вначале удаляется из бакового аккумулятора и в

случае ставится пусковой клапан 1, открывающийся на период пуска насоса и выпускающий водо-воз­

душную смесь в атмосферу. Давление в верхней части бака и в на­ сосе уравнивается уравнительной трубкой 5. Разгрузочный шланг 2 ів о избежание ухода воды из бака поднимают выше уровня

А — А.

Заливка насоса из нагнетательного трубопровода. Параллельно обратному клапану и задвижке ставится управляемый вентиль, а для удаления воздуха к крышке насоса со стороны всасывания под­ соединяется дренажная трубка, конец которой погружается в водо­ сборник на глубину расположения приемной сетки. Недостаток это­ го способа-— ограниченный запас воды для заливки.

Заливка вспомогательными насосами. Основные насосы и их всасывающие трубопроводы заполняются водой при помощи вспомо­ гательных насосов небольшой мощности, работающих только в пе­ риод пуска основных насосов. Воздух из корпуса основного насоса удаляется через дренажную трубку. Заливка вспомогательных на­ сосов осуществляется при помощи баковых аккумуляторов. В каче­ стве вспомогательных насосов в настоящее время широко применя­ ются погружные насосы, постоянно находящиеся в водосборнике и поэтому не требующие заливки.

Пополнение утечек. Используются водосборник вышележащего горизонта, нагнетательный трубопровод, трубопровод технической воды или специальный бак-накопитель, устанавливаемый выше на-