Краткая характеристика технических средств автоматизации автоматической газовой защиты

 

Для автоматической газовой защиты (АГЗ) при эксплуатации добычных и проходческих комбайнов используются метан-реле ТМРК-3.1М и метан-реле шахтные быстродействующие типа МРШ.1.1 и МРШ.1.2. 

 Метан-реле для забойных машин ТМРК-3.1 М предназначены для выдачи предупредительной сигнализации и отключения электроэнергии, подаваемой на забойную машину, при достижении в забое заданных уровней объемной доли метана.

Метан-реле шахтные быстродействующие типа МРШ.1.1 и МРШ.1.2. предназначены для автоматического контроля содержания метана в атмосфере горных выработок, включения сигнализации о достижении пороговых значений объёмной доли метана или скорости ее нарастания и выдачи сигнала на отключение электроэнергии оборудования, на котором они установлены (угольные комбайны, электровозы и др.) и могут использоваться для работы на угольных шахтах и горнорудных предприятиях, опасных по газу и пыли. Метан-реле выпускаются в следующих модификациях:

- МРШ.1.1 - для установки на шахтных электровозах, проходческих комбайнах и др. оборудовании;

- МРШ.1.2 - для установки на очистных комбайнах, проходческих комбайнах и др. оборудовании.

Для непрерывного местного и централизованного контроля метана, выдачи сигнала на автоматическое отключение электрической энергии на электрооборудование добычного и проходческого оборудования при достижении предельно допустимой объемной доли метана применяются анализаторы метана АТ1.1, АТ3.1, АТБ и подсистема контроля параметров окружаю­щей среды шахты системы УТАС.

Анализатор метана АТ1-1 используется для контроля метана в одной точке горной выработки (один датчик метана). Анализаторы метана АТ-1-1 существуют в двух вариантах: первый – с использованием датчика метана ДМТ - 4 и аппарата сигнализации АС.5; второй, более современный – с использованием датчика метана выносного ДМВ с преобразователем параметров измерительным ППИ и аппаратом сигнализации АС.8.

Анализатор метана АТ3-1 используется для контроля метана в трех точках горной выработки (три датчик метана).  Анализаторы метана АТ-3-1 также существуют в двух вариантах: первый – с использованием датчика метана ДМТ -4 и аппарата сигнализации АС.6; второй – с использованием датчика метана выносного ДМВ с преобразователем параметров измерительным ППИ и аппаратом сигнализации АС.9.

Основным отличием анализаторов типа АТБ от анализаторов типа АТ является то, что наряду с контролем объемной доли метана_, анализаторы АТБ определяют и скорость ее нарастания в горных выработках шахт.

Далее более подробно рассмотрена подсистема контроля параметров окружаю­щей среды шахты системы УТАС, построенная с применением микропроцессорной техники, и анализатор АТ1.1.

 

Комплекс «Метан»

Комплекс «Метан» предназначен для непрерывного местного и централизованного контроля содержания метана и выдачи сигнала на автоматическое отключение электроснабжения контролируемого объекта при достижении предельно допустимой концентрации метана в угольных шах­ах, опасных по газу.

Комплекс МЕТАН состоит из трех составных частей:

- анализаторы метана АТ1-1, контролирующего содер­жание метана в одной точке (один датчик метана) до 12 шт.;

- анализаторы метана АТЗ-1, контролирующего содержание метана в трех местах до 10 шт.;

- стойка приема информации СПИ-1, устанавливаемая на поверх­ности шахты в диспетчерской, либо рядом с ним в отдельной комнате (служба АГЗ). Максимальное количество контролируемых сигналов -50, из них 42 по контролю СН₄ и 8 по контролю скорости и направления движения воздуха в горных выработках.

 

 

Комплекс аэрогазовый информационный КАГИ

Комплекс аэрогазовый информационный КАГИ предназначен для использования в системах аэрогазового контроля (АГК) угольных шахт для приема, преобразования, представления оператору АГК, обработки, выдачи и хранения поступающей на поверхность информации в виде непрерывных и дискретных сигналов от аппаратуры автоматического контроля содержания метана АКМ – анализаторов метана (АТ1-1, АТ3-1, АТБ), измерителей скорости и направления движения воздуха ИСНВ, устройства телеуправления и телесигнализации ТУ-ТС «Ветер-1М» с аппаратурой контроля проветривания тупиковых выработок (АКВ) всех типов (АПТВ, АКТВ), а также управления вентиляторами местного проветривания (ВМП). Может быть использован в комплекте с другой измерительной аппаратурой (контроль содержания оксида углерода и других газов, запыленности рудничного воздуха, температуры и т.п.), имеющей унифицированный выход 0-5mА, а совместно с устройством ТУ-ТС «Ветер-1М» – для автоматизации контроля и управления другим оборудованием.

Комплекс КАГИ заменяет стойки приема информации СПИ-1, СПИ-1М, СПТ-3Т.

В состав комплекса входят устройство приема и преобразования информации (УПИ), персональная ЭВМ (ПЭВМ), печатающее устройство, телефонный аппарат и телефонные трубки. Назначение УПИ – прием, преобразование и ввод в ПЭВМ информации от аппаратуры АГК и устройства ТУ-ТС «Ветер-1М», гальваническая развязка искроопасных и искробезопасных цепей. Назначение ПЭВМ – обработка, представление, хранение информации и управление вентиляторами ВМП или другим оборудованием (в комплекте с устройством ТУ-ТС «Ветер-1М»).

 

 

Подсистема контроля параметров окружаю­щей среды шахты системы УТАС

В состав подсистема контроля параметров окружаю­щей среды шахты входят следующие датчики контроля окружающей среды шахты: датчик метана типа ТХ3263; датчик оксида углерода СО; датчик диоксида углерода CO₂ датчик кислорода 0₂; датчик водорода Н₂; датчик тяжелых углеводородов; датчик скорости воздушного потока.

Для целей АГЗ подсистема выполняет следующие функции:

- непрерывный автоматический контроль объемной доли метана в месте установки датчика;

- выдачу сигнала на автоматическое отключение электрического питания контролируемого объекта при достижении предельно допустимой объемной доли метана или неисправности функциональных цепей анализатора;

- выдачу сигнала на предварительное отключение отдельного механизма участка (комбайна, погрузочной машины и пр.) с выдержкой времени;

- световую и звуковую сигнализацию при пороговом содержании объемной доли метана в контролируемой точке горной выработки;

- дистанционный визуальный контроль объемной доли метана на цифровом индикаторе;

- возможность передачи диспетчеру непрерывного унифицированного сигнала об объемной доле метана;

Функции оператора АГЗ включают в себя: мониторинг систем контроля окружающей среды, обнаружение, предупреждение и оповещение об аварий­ных ситуациях.

Датчик метана ТХ3263

 

Датчик метана ТХ3263 с аналоговым выходом  применяется для работы в составе системы УТАС совместно с многофункциональным контроллером TX9042 и осуществляет в этой системе функцию контроля уровня содержания метана в окружающей атмосфере. Устанавливается в местах горных выработок добычного или проходческого участков в соответствии с требованиями правил безопасности в угольных шахтах.

Схема подключения датчика метана ТХ3263 приведена на рисунке 1.

  

Рисунок 1– Схема подключения датчика метана ТХ3263

 

На рисунке 1 обозначены: ТХ3263 – датчик метана; ТХ3282 - дисплей с аналоговым входом; ТХ9042 - программируемый контроллер.

 

Дисплей ТХ3282

 

 Дисплей ТХ3282 способен принимать аналоговый сигнал от датчиков в пределах 0.4 – 2В, и выводить его на жидкокристаллический индикатор в устанавливаемых при производстве технических единицах (например: 0-4% СН₄).

Программируемый контроллер ТХ9042 предназначен для применения в сетевых распределенных системах управления и осуществляет:

- прием и обработку показаний датчиков контролируемых параметров и дискретных сигнализаторов;

- формирование управляющих воздействий, в соответствии с заданными пользователями алгоритмами (в том числе формирование команды на отключение электроэнергии с контролируемого участка при превышении концентрации метана выше допустимых норм);

-  двусторонний обмен с поверхностным вычислительным комплексом.

 

Анализатор метана АТ1-1

 

Анализатор метана АТ1-1 предназначен для непрерывного местного и централизованного контроля метана, выдачи сигнала на автоматическое отключение электрической энергии контролируемого объекта при достижении предельно допустимой объемной доли метана [12].  

Анализатор метана АТ1-1 обеспечивает:

- непрерывный автоматический контроль объемной доли метана в месте установки датчика;

- выдачу сигнала на автоматическое отключение электрического питания контролируемого объекта при достижении предельно допустимой объемной доли метана или неисправности функциональных цепей анализатора;

- выдачу сигнала на предварительное отключение отдельного механизма участка (комбайна, погрузочной машины и пр.) с выдержкой времени;

- световую и звуковую сигнализацию при пороговом содержании объемной доли метана в контролируемой точке горной выработки;

- дистанционный визуальный контроль объемной доли метана по указывающему прибору аппарата сигнализации;

- возможность передачи диспетчеру дискретной телесигнализации о нормальной работе анализатора, предельно допустимой объемной доле метана и обрыве линии телеизмерения;

- возможность передачи диспетчеру непрерывного унифицированного сигнала об объемной доле метана;

- телефонную связь между преобразователем, аппаратом сигнализации и стойкой у диспетчера.

Анализатор метана АТ1-1 имеет следующие параметры:

-  верхний предел диапазона измерений объемной доли метана -2,5%;

- объемная доля метана, при которой срабатывает исполнительное устройство (уставки срабатывания) - 0,5; 0,75; 1,0; 1,3; 2,0%;

-  предел допускаемой основной абсолютной погрешности анализаторов - 0,2%;

-   предел допускаемой основной абсолютной погрешности срабатывания анализаторов по показаниям преобразователя -0,2%;

- выдержка времени на выдачу предварительного сигнала -(17±3) мин;

- допустимое значение времени срабатывания по объемной доле метан должно быть не более 15с;

- напряжение питания переменного тока при частоте (50±1) Гц - 36, 100, 127, 380 или 660 В.

   На рисунке 2 приведена структурная схема анализатора АТ-1-1 с датчиком ДМВ.

Датчик ДМВ предназначен для непрерывного контроля объемной доли метана в рудничной атмосфере, преобразования её в электрический сигнал и передачи этого сигнала на преобразователь ППИ. Количественное содержание метана в воздухе определяется путем беспламенного сжигания метана на поверхности платино-палладиевого катализатора датчика при температуре ~400 ⁰С и измерения выделившегося при этом тепла. На месте установки датчик метана крепится при помощи проволочной подвески к крепи. При установки датчика ДМВ и преобразователя ППИ в непосредственной близости друг к другу допускается датчик крепить непосредственно к корпусу преобразователя ППИ используя дистанционную шайбу, которая входит в комплект принадлежностей анализатора.

                                                       

                                                                        СИ-1