Основные положения по автоматизации управления проветриванием шахт и рудников

Задача автоматизации управления проветриванием шахт и рудников сводится к подаче в шахту (рудник) такого количества воздуха и установлению такого его распределения по выработкам, при котором обеспечивается заданная производительность очистных и подготовительных работ при соблюдении требований правил безопасности и санитарно-гигиенических норм при оптимальном режиме работы вентиляторных установок.

В общем случае решение этой задачи возможно на базе создания единой централизованной системы управления проветриванием шахты с использованием управляющей вычислительной машины. В настоящее время комплексная задача управления проветриванием шахты решается поэтапно и пообъектно. Выделяются следующие основные объекты и исследуемые проблемы:

1. Вентиляторы главного проветривания (ВГП). Задачи и методы их автоматизации, регулирование производительности и депрессии (разницы давлений воздуха входящего и исходящего потоков вентилятора). Исследование статических и динамических свойств вентиляторов как звена САР, пути повышения надежности и безопасности их работы.

2. Горный участок. Его статистические и динамические
характеристики как объект регулирования концентрации метана на
исходящей струе.

3. Участковые контролирующие и регулирующие устройства. Их
конструкции, статические и динамические характеристики как звена
САР, режимы работы.

4. Локальные системы проветривания. Их связь с системой
автоматизации проветривания шахты. Регулирование вентиляторов
местного проветривания.

Многие из указанных проблем получили практическую реализацию на шахтах страны или находятся в стадии теоретических исследований и опытной проверки.

Наибольшие успехи достигнуты при решении задачи управления вентиляторными установками. Отечественной промышленностью за период развития автоматизации вентиляторных установок было освоено серийное производство следующих типов аппаратуры автоматизации управления ВГП: АВГП-5, УКВГ, АШВ-3, АДШВ, ЭГВГП-2, УКАВ-2 и др.

Аппаратура автоматизации управления ВГП должна удовлетворять следующим основным требованиям.

1. Обеспечивать надежную работу без постоянного присутствия
обслуживающего персонала.

2. Предусматривать возможность трех видов управления:

дистанционно - автоматизированного, выполняемого диспетчером или оператором с пульта управления, который должен находиться на поверхности шахты в диспетчерском пункте или в помещении одной из постоянно обслуживаемых стационарных установок;

дистанционно - автоматизированного из машинного зала, анало­гичного управлению от диспетчера;

местного индивидуального, деблокированного с места установки механизмов (для проведения ремонтно-наладочных работ).

3. Переход с одного вида управления на другой не должен вызвать
остановки работающего вентиляторного агрегата.

4. Допускать реверсирование воздушной струи и переход с одного
вентилятора на другой при закрытом направляющем аппарате без
остановки вентиляторного агрегата (если это разрешается по технологии
работы вентилятора, например, для центробежных вентиляторов).

5. Обеспечивать аварийное отключение вентилятора при:

коротких замыканиях и нарушениях изоляции по отношению к «земле» в силовых цепях;

исчезновении более чем на 10 с напряжения на станциях управления;

неисправности в системе охлаждения приводных двигателей (при принудительном их охлаждении);

перегреве подшипников электродвигателей и вентиляторов;

несимметричных режимах работы двигателей и их длительной перегрузке;

несостоявшемся или затянувшемся пуске;

выпадении синхронного двигателя из синхронизма или неполном ходе ступеней реостата в цепи ротора асинхронного электродвигателя после окончания пуска;

прекращении протока масла через подшипники или понижении давления в маслосистеме;

действии тормозных устройств во время работы агрегата.

6. Обеспечивать подачу светового и звукового предупредительных сигналов при неисправностях, которые не вызывают необходимости аварийного отключения работающего вентилятора. Например, при предельной производительности или депрессии вентилятора.

7. Обеспечивать возможность аварийной остановки вентилятора обслуживающим персоналом из машинного зала при любом виде управления.

8. Обеспечивать блокировки, запрещающие:

одновременную работу двух вентиляторов на шахтную сеть, если не используется их параллельная работа, а также реверсирование воздушного потока без остановки вентилятора (кроме случая, изложенного в п. 4;

повторное или самопроизвольное включение привода вентилятора после оперативного или аварийного отключения без последующей команды на пуск и до устранения причин, вызвавших аварийное отключение;

одновременное применение различных видов управления агрегатом;

включение электродвигателей лебедок ляд и шиберов (перекрытий, заслонок, задвижек) при работающем вентиляторе, кроме случая, изложенного в п. 4;

пуск вентилятора при несоответствующих выбранному режиму работы положениях ляд в вентиляционных каналах.

9. Обеспечивать контроль:

депрессии и производительности вентилятора самопишущими приборами и устройствами, сигнализирующими на пульт управления об отклонении этих параметров от заданных значений;

температуры подшипников электродвигателя и вентилятора;

протока и давления масла в системе маслосмазки;

положения ляд и лопаток направляющего или спрямляюще-направляющего аппаратов.

10. Обеспечивать сигнализацию, отражающую:

в машинном здании (световую или блинкерную):

аварийное отключение вентилятора с расшифровкой причины отключения;

работу в нормальном или реверсивном режиме;

ввод в работу резервного насоса системы смазки;

повышенную температуру под­шипников электродвигателей и вентиляторов.

на пульте диспетчера (световую):

включение и отключение вентилятора;

работу в нормальном или реверсивном режиме (по положению переключателя на пульте);

аварийное отключение вентилятора (без расшифровки причины) с дублированием звуковым сигналом;

неисправность, не требующую аварийной остановки вентиляторного агрегата с дублированием звуковым сигналом.

11. Обеспечивать независимость электроснабжения рабочего и резервного вентиляторных агрегатов. Схемы не должны содержать общих элементов, выход из строя которых может вызвать неуправляемость или отключение обоих агрегатов.

Следующая ступень автоматизации управления вентиляторами
должна решать проблему автоматического изменения производительности и депрессии вентиляторов в соответствии с заданным алгоритмом.

Перечисленным требованиям удовлетворяет и аппаратура УКВГ, рассматриваемая в работе.