Газовая защита, управление проветриванием и дегазацией


Большое значение для угольной промышленности имеют исследования, связанные с созданием новых средств контроля содержания метана в рудничной атмосфере и дегазационных системах; измерения скорости газовоздушных потоков в горных выработках, вентиляционных и дегазационных трубопроводах; своевременного определения появления микроконцентраций окиси углерода в шахтном воздухе и отыскания очагов самовозгорания угля; измерения разрежения в дегазационных трубопроводах.

Существо проводимых исследований заключается в изучении методов и принципов, лежащих в основе создаваемых средств; разработке теории процессов и явлений, обусловливающих работу того или иного датчика; создании первичных преобразовательных элементов, выборе и обосновании оптимальных режимов работы; разработке датчиков с учетом специфики применения в подземных условиях. Совместно с конструкторскими организациями и заводами-изготовителями ведется разработка новых приборов контроля рудничной атмосферы, аппаратуры автоматической газовой защиты и систем диспетчерского контроля за состоянием рудничной атмосферы на шахтах с высокой газообильностью, опасных по внезапным выбросам угля и газа и разрабатывающих пласты, склонные к самовозгоранию. Совместно с производственными объединениям и осуществляется внедрение разработанных средств на угольных шахтах.

В основу всех выполненных разработок по созданию средств автоматического контроля метана в рудничной атмосфере положен термохимический метод газового анализа с использованием низкотемпературных катализаторов, предложенный в 1940 г. ИГД им. А.А. Скочинского. Теоретические и экспериментальные исследования, проведенные В.С. Кравченко и Е.Ф. Карповым, позволили установить основные закономерности работы низкотемпературных каталитических элементов, разработать технологию их изготовления и создать датчики метана, пригодные для работы в рудничной атмосфере. Последующие исследования существенно дополнили и расширили представления о явлениях и процессах, происходящих в датчиках метана, и позволили создать теоретические основы термокаталитического метода контроля метана. Были разработаны методы расчета тепловых и диффузных процессов в датчике с использованием теории подобия, получены аналитические зависимости для расчета первичных преобразовательных элементов и мостовых измерительных схем в стационарных и переходных режимах. В последнее время ведутся теоретические и экспериментальные исследования, связанные с микроминиатюризацией первичных преобразовательных элементов и разработкой косвенных методов поверки правильности показаний датчиков метана.

Совместно с институтами ГУА, МакНИИ, заводами «Красный металлист» и «Электроточприбор» разработай ряд приборов и аппаратов непрерывного контроля метана в рудничной атмосфере. Первым был создан стационарный анализатор метана АМТ-2, который с 1962 по 1970 г. серийно выпускался заводом «Красный металлист». Успешная эксплуатация АМТ-2 предопределила пути дальнейшего развития стационарных средств контроля метана, выразившиеся в создании систем автоматической газовой защиты (АГЗ) на базе новой аппаратуры АМТ-3, которая с 1970 г. по настоящее время серийно изготовляется заводом «Красный металлист». Применяемые на угольных шахтах системы АГЗ состоят из широко разветвленной сети стационарных многопредельных непрерывно действующих анализаторов метана, установленных под землей, каналов связи и поверхностных устройств приема информации, Находящихся в помещении диспетчера. Система АГЗ обеспечивает непрерывный контроль за содержанием метана в горных выработках, автоматическое отключение электропитания контролируемого объекта при достижении установленной концентрации метана, передачу непрерывной информации о содержании метана на поверхность диспетчеру шахты, подачу местной и централизованной звуковой и световой сигнализации при достижении предельно допустимой концентрации метана.

Системы АГЗ на базе аппаратуры АМТ-3 внедрены и эксплуатируются на всех наиболее опасных по газу угольных шахтах Советского Союза. Накопленный в процессе эксплуатации АМТ-3 опыт .послужил основанием для разработки ряд новыx технических решений, направленных на совершенствование средств АГЗ н расширение их функции. В результате проведенного цикла исследовательских и конструкторских работ разработана аппаратура комплекса «МЕТАН», опытные образны которой успешно прошли промышленные испытания. В настоящее время завод «Красный металлист» осваивает серийное производство этого комплекса. В новой аппаратуре сохранены все принципиальные и конструкторские решения, положительно зарекомендовавшие себя в процессе эксплуатации АМТ-3, и внесены существенные изменения, касающиеся повышения информационной емкости поверхностного устройства приема сигналов; избирательного выполнения функций газовой защиты в зависимости от длительности и амплитуды превышения допустимого уровня концентрации метана; использования аппаратуры в качестве составного элемента систем диспетчерского управления проветриванием; ряда дополнений, направленных на улучшение эксплуатационных характеристик аппаратуры.

К этому же классу средств газовой защиты относятся: аппаратура «ГАЗ-1» для контроля за содержанием природного газа и сигнализации о достижении предельно допустимых уровней загазованности помещений компрессорных станций и других сооружений газовой промышленности; аппаратура «ПРОПАН-1» для сигнализации о достижении предельно допустимых уровней загазованности помещений кустовых баз сжиженного газа и газораздаточных станций с целью своевременного предупреждения возникновения взрывоопасной концентрации паров пропан-бутана; аппаратура контроля загазованности коллекторов подземных коммуникаций и котельных «АГАТ».

Параллельно с разработкой и внедрением стационарной аппаратуры были проведены работы по созданию переносных сигнализаторов метана. Разработка такого типа приборов была осуществлена впервые в мировой практике. Серийный выпуск переносных сигнализаторов метана СМП-1 и СШ-2 был одновременно освоен на двух заводах. С 1975 г. начат серийный выпуск новых, более совершенных сигнализаторов метана СММ-1. Приборы СМП-1, СШ-2 и СММ-1, являющиеся приборами индивидуального или группового пользования, предназначены для контроля содержания метана в горных выработках (преимущественно в забоях подготовительных выработок) и обеспечивают непрерывный автоматический контроль метана и подачу звукового и светового сигналов при достижении в контролируемой атмосфере двухпроцентной концентрации метана.

Переносные сигнализаторы метана внедрены на всех опасных по газу угольных шахтах и широко экспортируются за рубеж. Общее количество приборов, находящихся постоянно в эксплуатации, составляет около 400000.

Успешное применение низкотемпературных каталитических первичных преобразователей в шахтных приборах непрерывного действия послужило основанием к разработке, термокаталитических переносных метанометров эпизодического действия вместо широко применяемых шахтных интерферометров. Первым прибором такого класса является выпускаемый с 1977 г. заводом «Электроточприбор» комбинированный метанометр ИМС-1, предназначенный для мастера-взрывника и позволяющий замерять концентрацию метана, а также сопротивление взрывной цепи или отдельных электродетонаторов перед производством взрывных работ. В настоящее время начата разработка универсального электрического переносного метанометра эпизодического действия, в котором будет использован термокаталитический принцип и применен показывающий прибор.

Кроме стационарных и переносных приборов контроля метана, в 1978 г. заводом «Красный металлист» освоено промышленное производство встраиваемых в горные машины и механизмы комбайновых метан-реле ТМРК-3, основное назначение которых — непрерывно контролировать местные скопления метана, сигнализировать о его предельно допустимых концентрациях и подавать команды на отключение электрического питания контролируемых машин и механизмов. Конструктивно реле ТМРК-3 выполнено в виде переносного блока с автономным источником питания и устанавливается на корпусе машины под защитным металлическим козырьком.

Для шахт с внезапными выбросами угля и газа разработана аппаратура быстродействующей автоматической газовой защиты «МОСКВА».

В аппаратуре использованы технические решения, обеспечивающие непрерывный контроль содержания метана в горных выработках и дифференцированную подачу команд на отключение электроэнергии и подачу аварийного сигнала в случае внезапных выбросов с инерционностью отключения, не превышающей 0,75 с, и при достижении предельно допустимой концентрации метана в обычных условиях (без внезапного выброса) с инерционностью порядка 30 с. Опытные образцы аппаратуры изготовлены заводом «Красный металлист», их промышленные испытания проводятся на шахте «Кочегарка» производственного объединения «Артемуголь».

Помимо исследований и разработок, связанных с контролем метана, в последние годы в ИГД нм. А.А. Скочинского начаты работы по созданию средств измерения скорости воздушных потоков в горных выработках. Предложен способ контроля скорости воздуха, основанный на комбинации термоанемометрического и калориметрического принципов. Проведена теоретическая и экспериментальная оценка способа, разработан датчик и совместно с ГУА и Автоматуглерудпромом создана аппаратура «ВОЗДУХ», опытные образцы которой прошли промышленные испытания и рекомендованы к производству. В 1979 г. начнется серийный выпуск этой аппаратуры на заводе «Красный металлист».

Комплекс исследований, проведенный ИГД им. А.А. Скочинского и рядом других институтов по изучению вентиляционных и дегазационных сетей как объектов контроля и регулирования, послужил основанием к выполнению ряда работ по созданию систем контроля и управления проветриванием и дегазацией.

Нaиболее завершенным является цикл работ по созданию подсистемы диспетчерского контроля и управления проветриванием АСУТП шахты (АТМОС). Разработка подсистемы ведется совместно с научно-исследовательскими, проектно-конструкторскими организациями и заводами-изготовителями. Подсистема ATMOC предназначена для оперативного контроля состояния рудничной атмосферы, централизованного управления поступлением воздуха в шахту и его распределением между технологическими участками с целью поддержания необходимого вентиляционного режима, снижения энергетических затрат на проветривание и сокращение простоев, вызванных превышением допустимых норм концентраций метана. В 1976 г. были завершены промышленные испытания опытных образцов аппаратуры, средств и подсистемы в целом и даны рекомендации к серийному производству. С 1977 г. на двух шахтах (нм. 50-летия Октябрьской Революции, «Карагандауголь» и № 8 «Великомостовская-Комсомольская», «Укрзападуголь») подсистемы ATMOC находятся о опытно-промышленной эксплуатации, заводы-изготовители приступили к освоению серийного производства аппаратуры и средств подсистемы.

Совместно с KИНУИ разрабатывается система автоматического контроля и управления дегазацией «ДИСК». Эта система предназначена для сбора, передачи, обработки и представления информации о состоянии и режиме работы скважин и газопроводов, а также дистанционного управления средствами перераспределения вакуума дегазационных сетей. На основе проведенных исследований разработан, изготовлен и испытан экспериментальный образец системы, ведется подготовка к изготовлению опытных образцов.

Выполняются также работы по созданию воздушноканальной системы контроля состава рудничной атмосферы «ГАММА» для обнаружения ранних признаков эндогенных пожаров. Эта система предназначена главным образом для оперативного контроля окиси углерода на шахтах, разрабатывающих пласты, склонные к самовозгоранию. Разработан и изготовлен экспериментальный образец системы, ведется подготовка к проведению его шахтных испытаний.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
Информационный некоммерческий ресурс fccland.ru ©
При цитировании информации ссылка на сайт обязательна.
Копирование материалов сайта ЗАПРЕЩЕНО!