Содержание отчета

В отчете необходимо привести назначение, область применения, функции, состав и структурную схему комплексов централизованного аэрогазового контроля шахты. На основании результатов исследований описать принцип действия технических средств автоматизации комплексов, их отличия, достоинства и недостатки. Выводы.

1. Контрольные вопросы

1.Назначение, область применения комплексов МЕТАН и КАГИ.

2. Функции комплексов МЕТАН и КАГИ.

3. Состав и назначение функциональных устройств автоматизации комплексов МЕТАН и КАГИ..

4. Назначение сигнализации на стойке приема информации.

5. Назначение самописцев на стойке приема информации.

Рекомендуемая литература

1. 1. Комплекс аэрогазовый информационный КАГИ. Применение в системах аэрогазового контроля угольных шахт. Руководство. КД12.01.05.007-99.

2. . Комплекс «МЕТАН». Руководство по эксплуатации. 1364.00.00.000 РЭ.

3. Карпов Е.Ф., Биренберг И.Э., Басовский Б.И. Автоматическая газовая защита и контроль рудничной атмосферы. – М.: Недра, 1984.- 285с.

3. Овсянников Ю.А., Кораблев А.А., Топорков А.А., Автоматизация подземного оборудования: Справочник рабочего. - М.: Недра, 1990. - 287с.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3

(продолжительность выполнения работы 6 академических часов)

Тема: «ИССЛЕДОВАНИЕ АППАРАТУРЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ ПРОВЕТРИВАНИЯ ТУПИКОВЫХ ВЫРАБОТОК»

Цель работы – изучение функций, состава, конструкций аппаратуры АКВ-2П, АЗОТ, АПТВ и исследования их принципа действия на лабораторном стенде.

Краткие сведения об аппаратуре АПТВ

1. Назначение

Аппаратура автоматического контроля проветривания тупиковых выработок предназначена для автоматического непрерывного контроля количества воздуха, поступающего по вентиляционному трубопроводу к забою тупиковой выработки, проветриваемой вентиляторами местного проветривания (ВМП), в шахтах опасных по газу и пыли, и автоматического защитного отключения электроэнергии при нарушении нормального режима проветривания. При совместном использовании с аппаратурой телемеханики (например, «Ветер-1М») возможно автоматизированное управления рабочим и резервным ВМП от диспетчера шахты.

В таблице 1 приведены основные технические характеристики существующей аппаратуры автоматического контроля проветривания тупиковых выработок типа АКВ-2П, АЗОТ, АПТВ, АКТВ.

В настоящее время выпускается аппаратура АПТВ и АКТВ. Далее по тексту приведено описание аппаратуры АПТВ.

Функции

Аппаратура АПТВ блокируется с групповым аппаратом системы электроснабжения тупиковой выработки, проветриваемой вентилятором ВМП, и осуществляет:

• автоматизированное, местное и диспетчерское управление через систему телемеханики рабочим или резервным ВМП;

• сохранение включенного состояния пускателя работающего ВМП и возможность местного и телемеханического управления рабочим или резервным ВМП при выходе из строя и отключении разъединителя;

• импульсное включение пускателя рабочего или резервного ВМП, обеспечивающее плавное заполнение вентиляционного трубопровода воздухом;

• автоматическое повторное импульсное включение пускателя рабочего или резервного ВМП при восстановлении напряжения хотя бы на одном из них в течение 60-110 с с момента исчезновения напряжения на установке;

Таблица 1 – Основные технические параметры аппаратуры автоматического контроля проветривания тупиковых выработок

№	Наименование комплекта аппаратуры и параметры	АКВ-2П	АЗОТ	АПТВ	АКТВ
1	Ном. напряжение питания	~36 В	~36 В	~36 В	~660 В
2	Релейный блок	1			
3	Аппарат АЗОТ		1		
4	Исполнительное устройство			1	
5	Аппарат управления вентиляторами УАВВ				1
6	Датчик ДКВ	1	1		
7	Датчик ДСВ			1	1
8	Имитатор		1	1	1
9	Пределы регулирования уставки скорости и контроля воздуха	4÷12 м/с	до 20 м/с	4÷25 м/с	4÷25 м/с
10	Выдержка времени на включение группового пускателя	не регулир. от 5 до 10 мин	регулир. от 5, 10, 15, 20 мин	регулир. от 5, 6, 7, 8, 9, 10, 12, 14, 18, 20 мин	регулир. 1, 2, 3, 4, 5…20 мин
11	Выдержка времени на отключение группового пускателя	не регулир. от 1 до 2 мин	регулир. от 0,5 до \2 мин	регулир. от 0,5 до 2 мин	регулир. о от 0,5 до 2 мин
12	Длительность импульса на включение ВМП		регулир. от 1 до 6 сек	от 1,5 до 3 сек	2 ± 1 сек
13	Длительность паузы между импульсами на включение ВМП		от 8 до 15 сек	от 6 до 10 сек	(1, 2, 3…10) ± 1
14	Количество запускающих импульсов		от 3 до 6	от 3 до 6	0, 1, 2, 3, 4

• автоматическое включение резервного ВМП при отключении рабочего ВМП. При поступлении команды на запуск ВМП или при автоматическом повторном включении ВМП должно происходить включение рабочего ВМП, а в случае не включения – запуск резервного ВМП.

• автоматический перевод устройства и контролирующего пункта телемеханики на резервную линию питания при исчезновении напряжения в рабочей линии и обратно при восстановлении напряжения рабочей сети;

• регулируемую выдержку времени на включение группового аппарата (пускателя, высоковольтного распределительного устройства) системы электроснабжения подготовительной выработки, в пределах от5 до 20 мин с момента выдачи датчиком скорости воздуха (ДСВ) сигнала о нормальном проветривании выработки;

• автоматическое отключение группового аппарата с регулируемой выдержкой времени от 30 до 120с. с момента выдачи датчиком ДСВ сигнала о нарушении нормального режима проветривания выработки;

• выдачу разрешения на включение группового аппарата без выдержки времени 5-20 мин по окончании автоматического повторного включения ВМП, если режим проветривания восстановился в течение времени, регулируемого в пределах от 30 до 120 с;

• отключение группового аппарата без выдержки времени при отключении пускателя ВМП;

• защиту исполнительного реле от самовыключения при кратковременном (в течение 3-5 с) повышении питающего напряжения до 1,5 U_номи сохранность его во включенном состоянии при снижении напряжения питающей сети до 0,65U_ном, происходящем с частотой 1200 снижений в час с ПВ=25%;

• местную световую сигнализацию о включенном или отключенном состоянии рабочего и резервного ВМП, о нормальном и аварийном режимах проветривания и разрешения на включение группового аппарата;

• выдачу сигналов в систему телемеханики об управлении работой рабочего или резервного ВМП, о снижении скорости воздуха, подаваемого к забою, до величины, меньшей заданной уставки, наличии напряжения в резервной сети, снятии блокировки на включении группового аппарата;

• нормальную работу резервного (рабочего) ВМП при отключении на ремонт и для профилактических осмотров на пускателе рабочего (резервного) ВМП;

• самоконтроль основных элементов схемы, а также защиту от замыкания и обрыва в цепи, соединяющей устройство с датчиком;

• выдачу релейного сигнала при снижении скорости воздуха ниже уставки.

Состав

На рисунке 1 приведена структурная схема аппаратуры АПТВ. На рисунке обозначено: ВЗУ – времязадающий блок; СБВ – схема блокирования включения группового аппарата системы электроснабжения; БКВ – блок контроля воздуха; ДСВ – датчик скорости воздуха; БУВ – блок управления вентиляторами; БП – блок питания.

Принцип действия

Принцип действия аппаратуры АПТВ основан на обработке электрического сигнала поступающего от датчика скорости воздуха ДСВ и выдачи соответствующих управляющих и информационных сигналов на исполнительные устройства.

После включения вентилятора ВМП и установлении нормального режима проветривания тупиковой выработки датчик скорости воздуха ДСВ выдает синусоидальный сигнал с частотой, которая пропорциональная скорости воздушного потока. Сигнал поступает по двухпроводной линии связи в блок БКВ. В блоке БКВ срабатывает реле, контакты которого воздействуют на времязадающее устройство ВЗУ и одновременно подготавливают схему СБВ на блокирование включения группового аппарата. Времязадающее устройство начинает отрабатывать выдержку времени продолжительностью 5...20 мин (в зависимости от уставки).

Рисунок 1 – Структурная схема аппаратуры АПТВ

После истечения выдержки времени в схеме СБВ включается реле и дается разрешение на включение группового аппарата и подачу электропитания технологическим установкам тупиковой выработки.

При нарушении проветривания тупиковой выработки прекращается поступление сигнала от датчика ДСВ в аппаратуру, выключается реле в блоке БКВ, что приводит к отключению реле в схеме СБВ и соответственно к отключению группового аппарата.

Кратковременные нарушения проветривания тупиковой выработки не приводят к отключению группового аппарата, поскольку в блоке БКВ есть регулированная в пределах 0,5...2 мин выдержка времени на отключение.

Схема СБВ разрешает исключить выдержку времени 5...20 мин на включение группового аппарата при восстановлении напряжения питания если нормальный режим проветривания тупиковой выработки восстановился на протяжении 0,5....2 мин и перед отключением напряжения в тупиковую выработки поступило достаточное количество воздуха.

Блок управление вентиляторами БУВ обеспечивает автоматическое повторное импульсное включение пускателя рабочего или резервного ВМП при восстановлении на протяжении 110 с питающего его напряжения. Импульсное включение пускателя рабочего или резервного ВМП обеспечивает плавное заполнение вентиляционного трубопровода воздухом. Информация о работе вентилятора ВМП поступает в блок БУВ от пускателя рабочего или резервного ВМП. Если же напряжение в сети будет отключено на время большее 110 с, то автоматический импульсный запуск ВМП не состоится. Запуск вентилятора ВМП в этом случае необходимо выполнить с помощью кнопки „ПУСК”, которая расположена на исполнительном устройстве.

При остановке рабочего вентилятора ВМП блок БУВ автоматически включит в работу резервный вентилятор ВМП. При этом аппаратура АПТВ выполняет все функции управления вентилятором.

Управление работой вентилятора ВМП может осуществляться также диспетчером шахты по системе телемеханики. Блок телесигнализации ЦТС предназначен для передачи информации в систему телеконтроля о работе ВМП, наличии напряжения в резервной сети, нормальном и аварийном режимах проветривания тупиковой выработки и возможности подачи напряжения к электропотребителям.

Напряжение питания 36В аппаратуры АПТВ поступает от рабочего или резервного пускателя электропривода вентилятора ВМП. При снятии напряжения автоматически происходит переключение питания устройства на резервную сеть.

Выбор уставки датчика скорости воздуха ДСВ осуществляется по следующей формуле:

(1)

где V_У– уставка датчика, м/с;Q– количество воздуха по паспорту забоя, м³/мин; К_У– коэффициент выбора уставки, определяется исходя из таблицы 2 в зависимости от диаметра гибкого трубопровода и конструкции спрямляющего устройства в месте установки датчика.

Таблица 2 - Значение К_У=f(d)

Вид спрямляющего устройства	Диаметр гибкого трубопровода, мм	Внутренний диаметр секции (трубы), мм	Значение КУ
Каркасы и секция заводской конструкции	500 600 800	480 580 780	9,6 14,0 27,0
Металлические трубы	500 600 800	500 600 800	12,0 17,3 32,0

Фактическую скорость воздуха можно также определить при помощи анемометра в месте установки датчика в гибком трубопроводе.