Перспективы использования информационно-управляющих газоаналитических систем на угледобывающих предприятиях | Статья в журнале «Молодой ученый»

Авторы: ,

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №17 (97) сентябрь-1 2015 г.

Дата публикации: 23.08.2015

Статья просмотрена: 94 раза

Библиографическое описание:

Балакин Ю. А., Андреев А. Н. Перспективы использования информационно-управляющих газоаналитических систем на угледобывающих предприятиях // Молодой ученый. — 2015. — №17. — С. 109-112. — URL https://moluch.ru/archive/97/21724/ (дата обращения: 21.10.2018).

В статье дан анализ принципов построения систем аэрогазовой защиты, обеспечивающих безопасность ведения подземных горных работ на шахтах Кузбасса, опасных по выбросам газа и пыли.

 

В Кемеровской области ведется активная разработка месторождений каменного угля подземным способом. Угольные шахты являются объектами, опасными по выбросам метана и угольной пыли. Стремление повысить производительность очистного забоя за счёт увеличения размеров выемочных полей, применения мощных комбайнов неизбежно создаёт объективные предпосылки для возникновения аварийных ситуаций аэрологического характера. Повышение содержания метана в воздухе является причиной взрывов, обрушений пород и пожаров. Для обеспечения безопасности горных работ предназначена система аэрогазовой защиты. Принцип её действия основывается на непрерывном контроле концентрации метана в подземных горных выработках, фиксации концентрации газа, автоматической подаче команд на обесточивание оборудования, находящегося в опасной зоне, включение аварийной сигнализации и введение дополнительных средств проветривания и разгазирования аварийного участка. Такая система обязательно имеет в своём составе стационарные датчики, которые устанавливаются в местах контроля метана; сигнализацию для оповещения работников об аварии; подземно-вычислительные устройства для контроля, в случае аварии — отключения электрооборудования, находящегося в зоне выброса газа.

На сегодняшний день существует достаточное количество газоаналитических рудничных систем, предназначенных для непрерывного измерения параметров состояния промышленных и горно-технологических объектов. Формы реализации таких информационно-управляющих систем могут быть различными (АСУТП, АСДУ и др.). На шахтах Кузбасса применяется разработанная фирмой «ИнГорТех» информационно-управляющая газоаналитическая система «Микон-1Р». В основу построения системы «Микон 1Р» положены следующие системотехнические принципы:

-          соответствие государственным стандартам и требованиям по безопасности;

-          высокая надежность технических и программных средств;

-          использование методов цифровой передачи, обработки и хранения информации;

-          многоуровневость и распределенность;

-          «совместимость вниз» с существующими техническими средствами;

-          «совместимость вверх» с существующими и перспективными информационными системами;

-          использование стандартных аппаратных и программных средств, интерфейсов и протоколов связи;

-          простота и непрерывность аппаратного, алгоритмического и программного расширения и модернизации;

-          возможность оперативного и интерактивного создания и изменения службой эксплуатации конфигурации информационно — управляющих систем, построенных на основе системы.

Система состоит из наземной и подземной части:

-          наземная часть представляет собой совокупность устройств, предназначенных для сбора, передачи, обработки и отображения информации;

-          подземная часть предназначена для решения задач контроля параметров шахтной атмосферы и управления основными и вспомогательными технологическими процессами в подземных горных выработках.

В состав «Микон-1Р» входят наземное устройство приема и передачи информации FED/P (НУППИ) с барьером искробезопасности BX1P (БИБ) и подземные вычислительные устройства VAL101P (ПВУ). НУППИ предназначено для преобразования частотно-модулированного сигнала, используемого для передачи данных и команд между подземными вычислительными устройствами (ПВУ) и наземным компьютерным комплексом, в цифровой код и цифрового кода в модулированный сигнал, а также выполняет роль наземного модемного устройства и промежуточного буфера при передаче данных между ПВУ и наземным компьютерным комплексом. ПВУ является самостоятельным перепрограммируемым микропроцессорным устройством. Благодаря этому на базе «Микон-1Р» могут быть реализованы практически любые алгоритмы сбора использования и преобразования информации. ПВУ характеризуется высокой производительностью, низкой энергоемкостью, модульной конструкцией.

Комплектующие элементы (датчики) и программно-аппаратурные средства комплекса постоянно совершенствуется разработчиками. Исходя из «совместимости вверх» системы «Микон 1Р» с существующими и перспективными информационными системами, на некоторых шахтах Кузбасса осуществляется в рамках технического перевооружения системы АГК плановый переход на систему «Микон III».

Системы «Микон 1Р» и «Микон III» совместимы и построены на единой базе сертифицированных в Российской Федерации устройств промышленной автоматизации, поэтому технические характеристики систем определяются характеристиками ее отдельных элементов. «Микон-III» предназначена для осуществления ручного, автоматизированного и автоматического управления электрооборудованием, обмена информацией с диспетчерским пунктом, отображения и хранения информации по непрерывному контролю микроклимата рудничной атмосферы. Структурообразующим элементом «Микон III» является особовзрывобезопасная система передачи информации (СПИН), которая предназначена для создания магистралей передачи разнородной информации в измерительных системах, автоматизированных системах оперативно-диспетчерского управления (АСОДУ), системах связи и системах автоматического управления и контроля (САУК) угольных шахт и рудников в нормальных и аварийных условиях [2].

-          СПИН обеспечивает работу на двух уровнях связи (высокоскоростная, низкоскоростная) и состоит из следующих элементов:

-          линии связи (среда передачи: медные проводники, оптоволокно, радиоэфир);

-          подземных узлов связи;

-          наземных узлов связи;

-          программного обеспечения (ПО);

-          искробезопасных источников питания;

-          вспомогательных средства, применяемых при обслуживании технических устройств и линий связи.

На рис. 1 показана типовая структура автоматизированной системы оперативно-диспетчерского управления (АСОДУ) с указанием контролируемых и управляемых процессов.

http://www.ingortech.ru/media/k2/items/cache/725ab2e5536ce3eac0a8dd17d083ff4e_XL.jpg

Рис. 1. Типовая структура автоматизированной системы оперативно-диспетчерского управления

 

Основными контролируемыми параметрами в режиме аэрогазового контроля являются концентрации газов в рабочей зоне, скорость движения воздушного потока, с этой целью состав системы входят следующие технические средства:

-          Датчик метана (ДМС 03) — предназначен для непрерывного автоматического контроля концентрации горючих газов (метано-водородной смеси) в рабочей зоне.

-          Датчик токсичных газов (СДТГ-01) — предназначен для непрерывного измерения объемной доли токсичных газов: оксида углерода, водорода, оксида азота, диоксида. Область применения — контроль воздуха рабочей зоны угольных шахт и других предприятий, опасных по газу и пыли. Датчик может применяться для раннего обнаружения эндогенных и экзогенных самовозгораний угля и возгорания технологического оборудования, в том числе конвейерных лент.

-          Датчик скорости воздушного потока (СДСВ-01) — предназначен для непрерывного измерения скорости движения воздушных потоков в подземных выработках шахт и рудников и их наземных строениях, в том числе опасных по газу, пыли и внезапным выбросам. СДСВ обеспечивает измерение скорости воздушного потока от 0,1…30 м/с.

-          Измеритель запыленности стационарный (ИЗСТ-01)- предназначен для технологического контроля воздушной среды в угольной промышленности, в том числе угольной и угольно-породной пыли в воздухе рабочей зоны.

-          Датчик давления стационарный (СДД 01) — предназначен для непрерывного измерения расхода газа методом переменного перепада давления в дегазационных, воздушных трубопроводах круглого сечения и абсолютного давления в дегазационных, воздушных трубопроводах угольных предприятий, в том числе шахтах опасных по газу и пыли.

Одним из главных преимуществ системы «Микон III» является её совместимость с другими шахтовыми системами контроля и управления, что позволяет интегрировать в АСОДУ специализированное оборудование. На рис. 2 показана структура технических средств системы диспетчерского управления и шахтной автоматики III-го поколения — системы «Микон III». Система «Микон III» позволяет на основе использования единых технических и программных средств реализовывать различные системы централизованного диспетчерского и местного, ручного, автоматического и автоматизированного контроля, мониторинга и управления. При этом объектами управления и контроля могут быть шахтная атмосфера и микроклимат, основное и вспомогательное технологическое оборудование, транспортные и вентиляционные системы, системы электро-, пневмо- и водоснабжения, системы пожаротушения и т. д. Функции, реализуемые системой, определяются технологическими программами работы КУШ-ПЛК и наземных вычислительных устройств, набором и местом расположения КУШ-ПЛК, КУШ-УМН, датчиков, исполнительных устройств и устройств сигнализации.

Рис. 2. Структурная схема технических средств системы диспетчерского управления и шахтной автоматики системы «Микон III»

 

Затраты на внедрение современной газоаналитической системы, безусловно, достаточно велики, но все вложения, направленные на обеспечение промышленной безопасности и охраны труда, позволяют сохранить жизнь и здоровье горняков, что несоизмеримо важнее. Только внедрение самых современных средств контроля за состоянием воздушной среды в принципе исключает возможность аварийных ситуаций аэрологического характера в горных выработках, обеспечивает безопасное и эффективное функционирование угольных шахт, опасных по газу и пыли.

 

Литература:

 

1.                  «Положение об аэрогазовом контроле в угольных шахтах».

2.                  Семёнов А. С., Шипулин В. С. «Использование газоаналитических систем нового поколения для защиты рудника».

3.                  «Правила безопасности в угольных шахтах», утверждённые приказом Ростехнадзора от 19.11.2013 г. № 550.

Основные термины (генерируются автоматически): III, система, рабочая зона, оперативно-диспетчерское управление, шахта Кузбасса, воздушный поток, воздушная среда, аэрологический характер, автоматическое управление, диспетчерское управление.


Похожие статьи

Оперативно-диспетчерское управление как связующее звено...

В мукомольных предприятиях для эффективной организации производственного и технологического процесса в основном влияют следующие показатели производства: уровень ритмичной организации и синхронизации производства...

Навигационное обеспечение системы диспетчерского...

В современных условиях напряженного транспортного потока отсутствие оперативной информации о текущем состоянии перевозочного процесса приводит к неэффективному диспетчерскому управлению и недостаточному качеству информационного обслуживания...

Разработка систем автоматизированного управления...

Математические модели управления рабочими режимами электротехнологических процессов и установок.

Анализ систем автоматизированного управления умным домом. Обеспечение пожарной безопасности при применении автоматических систем и установок водопенного...

Информационно-навигационное обеспечение современных...

Основные термины (генерируются автоматически): диспетчерское управление, транспортная работа, расписание движения

Информационная система оперативно-диспетчерского управления производственными процессами первичной переработки хлопка-сырца.

Автоматизация и диспетчеризация инженерных систем

Диспетчеризация инженерных систем является необходимым этапом при построении автоматической системы управления зданием.

Функциональное назначение любого здания — быть укрытием от внешней среды, создавать комфортные условия для пребывания человека.

Автоматизированные системы управления | Статья в журнале...

Основные задачи управления: автоматизация оперативных диспетчерских решений в аварийных режимах и регулирование электрических параметров режима. На энергетических объектах УВК строятся на базе современных мини- ЭВМ АСВТ М-6000 и СМЭВМ.

Повышение эффективности работы систем автоматического...

АСДУ (Автоматизированная система диспетчерского управления) комплекс устройств, работающий по принципу обработки информации, поступающей от контроллеров управления различных систем.

Анализ моделей оперативного диспетчерского управления...

пассажирский транспорт, диспетчерское управление. Похожие статьи. Информационная система оперативно-диспетчерского управления производственными процессами первичной переработки хлопка-сырца.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Оперативно-диспетчерское управление как связующее звено...

В мукомольных предприятиях для эффективной организации производственного и технологического процесса в основном влияют следующие показатели производства: уровень ритмичной организации и синхронизации производства...

Навигационное обеспечение системы диспетчерского...

В современных условиях напряженного транспортного потока отсутствие оперативной информации о текущем состоянии перевозочного процесса приводит к неэффективному диспетчерскому управлению и недостаточному качеству информационного обслуживания...

Разработка систем автоматизированного управления...

Математические модели управления рабочими режимами электротехнологических процессов и установок.

Анализ систем автоматизированного управления умным домом. Обеспечение пожарной безопасности при применении автоматических систем и установок водопенного...

Информационно-навигационное обеспечение современных...

Основные термины (генерируются автоматически): диспетчерское управление, транспортная работа, расписание движения

Информационная система оперативно-диспетчерского управления производственными процессами первичной переработки хлопка-сырца.

Автоматизация и диспетчеризация инженерных систем

Диспетчеризация инженерных систем является необходимым этапом при построении автоматической системы управления зданием.

Функциональное назначение любого здания — быть укрытием от внешней среды, создавать комфортные условия для пребывания человека.

Автоматизированные системы управления | Статья в журнале...

Основные задачи управления: автоматизация оперативных диспетчерских решений в аварийных режимах и регулирование электрических параметров режима. На энергетических объектах УВК строятся на базе современных мини- ЭВМ АСВТ М-6000 и СМЭВМ.

Повышение эффективности работы систем автоматического...

АСДУ (Автоматизированная система диспетчерского управления) комплекс устройств, работающий по принципу обработки информации, поступающей от контроллеров управления различных систем.

Анализ моделей оперативного диспетчерского управления...

пассажирский транспорт, диспетчерское управление. Похожие статьи. Информационная система оперативно-диспетчерского управления производственными процессами первичной переработки хлопка-сырца.

Задать вопрос