Система для аерогазового контролю вугільних шахт

Запропоноване технічне рішення належить до гірничої промисловості і може бути використане в системах аерогазового контролю вугільних ша хт для приймання, перетворення, надання оператору, оброблення, збереження і видачі на поверхню інформації від апаратури автоматичного контролю вмісту метану, телеконтролю витрати повітря в гірничих виробках, а також від іншої апаратури та датчиків. Найгрізнішими виявленнями небезпеки в процесі вуглевидобування є вибухи р удникового газу. У зв'язку з цим упровадження заходів для запобігання таким вибухам має безперечний соціальний і економічний ефект. Аналіз вибухів метану показав також, що більшості вибухів супроводжують грубі порушення вимог "Правил безпеки..." та інших нормативних документів Найбільш розповсюдженими видами цих порушень є проведення робіт при незадовільному провітрюванні в загазованому середовищі й невиконання заходів з контролю концентрації метану. Відомий винахід «Автоматична система керування й контролю виробничих процесів, навколишнього середовища та місцезнаходження гірників у підземних виробках», що характеризується тим, що вона здійснює контроль і керування технологічними процесами в підземних виробках по каналах проводової і радіозв'язку в автономному режимі й за запитами, при цьому ЕОМ п ульта керування системи оснащено програмним забезпеченням «СМОГ», станції збору та передачі інформації, розподілені підземною виробкою і з'єднані з пультом керування інформаційною магістраллю, оснащено приймачами кодованих радіосигналів і датчиками стану навколишнього середовища, розподіленими по підземній виробці, а гірники оснащені передавачами кодованих радіосигналів обмеженого радіуса дії, вмонтованих у головні світильники, з можливістю здійснення безперервного контролю за станом навколишнього середовища і місцезнаходженням гірників у підземних виробках і використанням цієї інформації для керування виробничими процесами (див. патент №2180941, Росія, Е21F17/18, Е21С35/24, опубл. 27.03.2002, Бюл. №9). Відому автоматизовану систему орієнтовано на використання спеціальних первинних джерел інформації передавачів кодованих радіосигналів обмеженого радіуса дії, вмонтованих у головні світильники. Тим часом, гірники оснащені головними світильниками, що добре зарекомендували себе в експлуатації. У випадках, регламентованих Правилами безпеки, ці світильники сполучено із сигналізаторами метану і служать для контролю аерогазового становища безпосередньо на робочих місцях. Ця обставина має ряд організаційних, технологічних і економічних недоліків, основні з яких зводяться до такого: Робочі місця гірників ні в якому разі не є характерними з погляду аерогазового контролю й запобігання можливості вибухів метану. Характерними і інформаційно важливими є ті місця в гірничих виробках, у яких відповідно до нормативних документів передбачено розміщення датчиків стаціонарної апаратури аерогазового контролю. Тому саме інформація від датчиків стаціонарної апаратури аерогазового контролю і повинна використовува тися для аналізу аерогазового становища в гірничих виробках, оцінки її небезпеки і керування виробничими процесами. Система передбачає використання радіозв'язку. Для цього гірничі виробки повинні бути оснащені значною кількістю приймачів радіосигналів, розташованих практично в межах прямої видимості, тому що проблему радіозв'язку через гірничий масив на сьогодні не розв'язано. Крім того, у гірничих виробках є ще й додаткові джерела перешкод, що діють як періодично, так і постійно у певні моменти часу. Такими джерелами є силові кабелі і потужне технологічне устаткування, що робить відому систему практично не можливою для реалізації. Заміна використовуваних світильників на спеціалізовані, дорожчі, потребуватиме залучення настільки значних коштів, що фактично зводить, нанівець саму можливість практичного застосування відомої системи. Викладене стосується основних недоліків відомого технічного рішення, визначеного як прототип. У основу винаходу поставлено завдання зі створення такої системи для аерогазового контролю вугільних шахт, у якій за рахунок використання сигналів стаціонарної апаратури контролю параметрів рудникової атмосфери, що передаються по стандартним лініям зв'язку, досягається підвищення оперативності представлення й опрацювання інформації, прийняття рішень з нормалізації провітрювання, запобігання і ліквідації аварійної обстановки, що, в остаточному підсумку, підвищує безпеку робіт у шахті. Поставлене завдання розв'язується тим, що система для аерогазового контролю вугільних ша хт, що містить розподілену по підземних виробках і з'єднану з пультом оператора апаратур у аерогазового контролю, а також обчислювальну і стаціонарну апаратури, відповідно до винаходу, як апаратуру аерогазового контролю використовують стаціонарну апарату аерогазового контролю, що з'єднана з пристроєм перетворення інформації через дешифратори, а як канали передачі інформації використовують телефонні лінії зв'язку. На кресленні наведено блок-схему запропонованої системи (фіг.). Система містить пристрій 1 для контролю аерогазового становища в гірничих виробках, пристрій 2 для реалізації телефонного зв'язку, пристрій 3 для приймання, перетворення і первинної обробки інформації і, який, як основні блоки, містить блок 4 - дешифратори - для узгодження сигналів стаціонарної апаратури аэрогазоваго контролю з обчислювальним пристроєм 5, що призначено для первинної обробки інформації і зв'язку з пристроєм 6 для автономної індикації аварійних станів системи аэрогазового контролю і пристроєм 7 для обробки, представлення і збереження оперативної і ретроспективної інформації. Система функціонує так. Від пристрою 1 інформація про аерогазове становище в гірничих виробках надходить у блок 3 для гальванічної розв'язки іскронебезпечних та іскробезпечних кіл і перетворення первинної інформації, що здійснюють функціональні блоки, попередньої обробки в мікропроцесорному пристрої і далі передається в блок 4 для здійснення звукової і світлової сигналізації при виникненні аварійних чи передаварійних ситуацій у гірничих виробках. Ін формація від блока 3 надходить і в пристрій 5, що здійснює видачу на екран, збереження і обробку інформації, що надійшла, а також забезпечує можливість комунікації системи з оператором аерогазового контролю. Одночасно блок 2 забезпечує комунікацію оператора аерогазового контролю з технічним персоналом, що обслуговує підземну частину системи. Як пристрій 1 використовуються аналізатори метану типу AT1-1, AT3-1, що контролюють газове становище в гірничих виробках, апаратура "Сігма-СО", яка контролює мікровключення окису вуглецю, датчики "ДЗВ.500", які контролюють вміст пилу в шахтній атмосфері, апаратура ВШНП для контролю швидкості і напрямку повітря. Використання запропонованого технічного рішення дозволяє: у концентрованому і зручному вигляді представляти всю оперативну інформацію про аерогазове становище в гірничих виробках оператору аерогазового контролю; виконувати аналіз оперативної інформації і давати її аналіз у вигляді текстових повідомлень; реєструвати і зберігати на магнітних носіях динаміку зміни і послідовність усіх подій, що характеризують аерогазове становище, видані рекомендації і попередження; виконувати функції "чорної скриньки" (що дозволяє детально й об'єктивно виконати аналіз причин і обставин аварії для виробки заходів для запобігання аналогічних випадків у майбутньому); оперативно розпізнавати небезпечні зміни аерогазового становища; вчасно ідентифікувати несправності апаратури аерогазового контролю; здійснювати контроль ліній телевимірювання; здійснювати ретроспективний аналіз накопиченої інформації; виводити на друк необхідну інформацію для оцінки аерогазового становища, згруповану і систематизовану за технологічними об'єктами контролю чи іншим зручним для аналізу чином; оцінювати динаміку процесів зміни вмісту метану й витрати повітря в гірничих виробках для завчасного вживання заходів щодо запобігання аварійним ситуаціям; виконувати розрахунки, забезпечувати телефонний зв'язок між підземною апаратурою аерогазового контролю і оператором на поверхні і багато інших сервісних функцій. Особливістю системи, що заявляється, є економічна доцільність її використання, тому що вартість робіт з її виготовлення, упровадження, супроводження і навчання персоналу може бути порівняна з вартістю поверхневого устаткування, що застосовується на цей час, яке система цілком заміняє, значно перекриваючи його можливості. Рівень функціональних можливостей системи відповідає світовим аналогам, а також враховує особливості застосовуваної в Україні апаратури аерогазового контролю та пристроїв телемеханіки, "Правил безпеки у вугільних ша хта х" і інши х нормативних документів.