Дипломная работа: Автоматизация добычи угля на шахте им. Костенко

- в поступающих в тупиковые и очистные выработки вентиляционных струях, в недействующих тупиковых и очистных выработках и их исходящих струях, в исходящих струях крыльев и шахта также на пластах, где выделение метана не наблюдалось, и в прочих выработках замеры концентрации метана должны осуществляться работниками участка ВТБ не реже одного раза в сутки.

Замеры концентрации метана должны выполняться в соответствии с «Инструкцией по замеру концентрации газов в шахтах и применению автоматических приборов контроля содержания метана».

Результаты замеров концентрации метана, производимых в течение смены, заносятся инженерно - техническими работниками участков и участка ВТБ на доски, установленные в соответствии с «Инструкцией по замеру концентрации газов в шахтах и применению автоматических приборов контроля содержания метана». Работники участка ВТБ, кроме того заносят результаты выполненных ими замеров в наряд — путевки.

На всех газовых шахтах должен составляться перечень участков выработок, опасных по слоевым скоплениям метана. Контроль за слоевыми и местными скоплениями метана должен производиться в соответствии с «Инструкцией по замеру концентрации газов в шахтах и применению автоматических приборов контроля содержания метана».

2.2 Отбор объектов, подлежащих включению в систему АГЗ

В шахтах III категории по газу, сверхкатегорных и опасных по внезапным выбросам, контроль концентрации метана стационарными автоматическими приборами должен осуществляться:

- в призабойных пространствах тупиковых выработок длиной более 10 ми в исходящих струях при длине выработки более 50 м, если в выработках применяется электроэнергия и выделяется метан; при наличии в тупиковой части выработки передвижной подстанции — подстанции; если выработка проводится с применением буро — взрывных работ в режиме сотрясательного взрывания — независимо от применения электроэнергии;

- у ВМП с электрическими двигателями при разработке пластов, опасных по внезапным выбросам, а также при установке вентиляторов в выработках с исходящей струей воздуха из очистных или тупиковых выработок;

- в поступающих в очистные выработки струях при нисходящем проветривании, при последовательном проветривании, а также при разработке пластов, опасных по внезапным выбросам угля и газа, с применением электроэнергии, независимо от направления движения вентиляционной струи в очистной выработке;

- в исходящих струях выемочных участков при разработке крутых пластов, опасных по внезапным выбросам, независимо от наличия электроэнергии;

- в исходящих струях очистных выработок и выемочных участков, ft ни которых применяется электроэнергия;

- в камерах для машин и электрооборудования в рудничном нормальном исполнении и электрооборудования общего назначения;

- в камерах для .машин и электрооборудования, проветриваемых исходящими струями воздуха;

- в выработках с исходящей струей воздуха за пределами выемочных участков, если в них имеется электрооборудование и кабели.

Датчики стационарных автоматических приборов контроля содержания метана должны устанавливаться:

- в поступающих струях очистных выработок при нисходящем проветривании - на расстоянии не более 5 метров от лавы в верхней части сечения выработки на стороне, противоположной лаве. При восходящем проветривании очистных выработок на пластах, опасных по внезапным выбросами угля и газа, - между лавой с распредпунктом на расстоянии не более 50 м от лавы;

- в исходящих струях очистных выработок—в 10 — 20м от очистного забоя у стенки, противоположной выходу из лавы, в верхней части выработки. При спаренных лавах с общей исходящей струей воздуха или при схемах проветривания выемочных, участков с подсвежением исходящей вентиляционной струи — в очистной выработке на расстоянии не более 15 м от выхода из нее;

- в исходящих струях выемочных участков — в начале вентиляционного штрека в 10-20 м от ходка, уклона, бремсберга или промежуточного квершлага;

- в поступающих струях выемочных участков — в 10 —20 м от места входа поступающей струи на участок.

2.3 Выбор технических средств для обеспечения автоматической газовой защиты шахты

Комплекс автоматической газовой защиты и телемеханического контроля содержания метана в рудничной атмосфере является составной частью автоматизированной системы проветривания.

В автоматизированной системе приветривания должны использоваться те средства автоматической газовой защиты, при помощи которых может быть обеспечен сбор и передача в УВМ необходимой информации и содержание метана в различных местах шахты. К таким средствам может быть отнесен комплекс «Метан».

Многофункциональная комплексная аппаратура — комплекс «Метан» - предназначена для непрерывного местного и централизованного контроля содержания метана и выдачи сигнала на автоматическое отключение электрической энергии контролируемого объекта при достижении предельно — допустимой концентрации метана (0,5; 0,7; 1,0; 1,5; 2,0 %) в угольных шахтах, опасных по газу.

Комплекс может использоваться как самостоятельно, так и в системах оперативно — диспетчерского управления проветриванием, системах автоматического регулирования проветривания отдельных участков и в лавах угольных шахт.

Комплекс аппаратуры «Метан» состоит из анализаторов метана AT 1-1 и AT 3-1. При этом анализатор метана AT 1-1 состоит из датчика метана ДМТ-4 и аппарата сигнализации АС-5, а анализатор AT 3-1 - из трех датчиков ДМТ-4 и аппарата сигнализации АС-6. Каждый из датчиков ДМТ-4 обеспечивает непрерывный автоматический контроль содержания метана в месте его установки, аварийную световую сигнализацию, передачу телеметрической информации и сигнала в аппарат АС-5 или АС-6 на отключение электроэнергии. Аппарат AC- J служит для питания датчика ДМТ-4, визуального контроля за содержанием метана, местной световой и звуковой аварийной сигнализации, автоматического отключения электроэнергии при достижении предельно допустимой концентрации метана. Аппарат АС-6 выполняет те же функции для трех датчиков ДМТ-4.

Стойка приема информации СПИ-1 предназначена для приема и регистрации телеметрической информации и аварийной сигнализации от анализаторов метана AT 1-1 и AT 3-1. В каркасе стойки рас-—— положены выемные блоки измерения, регистрации и сигнализации. В блоке измерения и сигнализации расположены усилители с приемником сигналов на 14; 20; 26 кГц. На лицевой стороне стойки под блоками сигнализации расположена панель с гнездами для телефонной связи с аппаратами сигнализации и датчики., в нижней части находятся блоки питания.

Общий принцип действия комплекса «Метан» заключается в обработке электрических сигналов, поступающих от чувствительных элементов датчиков, передаче этих сигналов на аппараты сигнализации и далее на СПИ-1 диспетчеру. Количественное содержание метана в воздухе определяется беспламенным сжиганием его при температуре около 400 град. С в камере сгорания датчика ДМТ-4. При этом тепловой сигнал преобразуется в электрический, усиливается и поступает на указывающий прибор аппарата АС-5 или АС-6 и транзитом - на СПИ— 1 диспетчерского пункта. При достижении установленной предельно — допустимой концентрации метана датчик выдает релейный сигнал в аппарат на отключение напряжения контролируемого объекта (участка) и аварийный сигнал на СПИ-1 диспетчеру.

2.4 Описание принципа действия основных технических средств автоматической газовой защиты шахты

Работа схемы анализаторов AT 1-L

При включении анализатора напряжение с зажимов 12, 13 через блокировочный анализатор S1 поступает на трансформатор Т. Со вторичной обмотки 2 трансформатора напряжение 110 В обеспечивает питанием искробезопасный феррорезонансный стабилизатор Cm, выходное напряжение которого действует через зажимы 1, 2, в блок питания БП датчика ДМТ-4. Напряжение 24 В со вторичной обмотки 3 трансформатора поступает на блок питания сирены БПС, блок сигнализации БС, генератор частоты 6, в цепи сигнальных ламп HI, Н2 и реле К1. Связь датчика с аппаратом сигнализации осуществлятся четырехжилънъш кабелем. В цепи стабилизатора Cm и блока питания БП обеспечивается работа реле К блока БРКза счет разделения переменной и постоянной составляющих тока разделительными конденсаторам которые расположены в указанных элементах.—— Блок питания датчика выдает ряд напряжений для обеспечения работы мостовой схемы, блока резисторов БР, исполнительного блока БИ, телеметрического усилителя УТи цепей светодиодов Н1, H2, НЗ. Рабочий и сравнительный резисторы Rp u Rсp с резисторами R10, R11 образуют мост, который питается переменным напряжением 2 В и является первичным элементом по выработке сигнала в зависимости от концентрации метана. Блок резисторов в комплексе с резисторами Rr, Rн, Rс обеспечивает сопряжение по преобразованию сигнала мостовой схемы до необходимого значения и передаче его в исполнительный блок БИ. Исполнительный блок состоит из следующих устройств и элементов: фазоустановительных усилителей ФУУ1, ФУУ 2; реле времени РВ; диодных оптронов V4, V9 и цепей сопряжения.

При данном питании и нулевой концентрации метана, мост датчика неуравновешен (достигается настройкой резисторов Rr, Rн, Rс), переменное напряжение, действующее в определенной фазе в диагонали моста (токи 3, 4) поступает через блок резисторов на вход исполнительного блока. В этом блоке сигнал воспринимается фазочувствителъным элементом—усилителем ФУУ 1,сигналом которого включается светодиод оптрона V9. Диодной частью этого оптрона обеспечивается образование постоянной составляющей тока между блоками БП и Cm, что ведет к срабатыванию реле К в блоке БРК и включению реле К1.

Контактами реле К1 обеспечивается: снятие питания с блока БПС; включение генератора частоты 6; нормальное состояние фидерного автомата (зажимы 14, 15) или магистрального пускателя (зажимы 9, 11 ). При этом также в аппарате АС-5 и датчике ДМТ-4 горят зеленая сигнальная лампа H1 и светодиод Н3 на наличие питания и нормальную концентрацию метана.

При предельной концентрации метана на рабочем резисторе происходит беспламенное сгорание газа, сопротивление резистора Rr увеличивается, что ведет к установлению равновесия моста, а в дальнейшем к появлению напряжения в диагонали моста, изменившегося по фазе. Прекращает работать фазочувствителъный усилитель ФУУ 1, оптрон V4 и реле времени с выдержкой времени 20+/-5мин отключает оптрон V9. При этом отключаются реле К и К1.Отключившеесяреле К1 производит следующие переключения отключает автоматический Фидерный выключатель или магистральный пускатель; подаст питание на блок БПС, что ведет к включению сирены НА; включается замыкающим контактом мультивибратор блока БС, что обеспечивает пульсирующую работу генератора частоты G; включается красная сигнальная лампа Н2. В датчике ДМТ-4 горит светодиод HI предельной концентрации метана. При концентрации метана, превышающей 1,3 от установленного предела срабатывания, фазочувствительный усилитель ФУУ 2 снимает выдержку времени с реле РВ. При этом мгновенно отключается электроэнергия и включается светодиод Н2 второго уровня концентрации метана.

Телеметрический усилитель УТ, цепь приборов РА1, РА.2, контролирующие процентное содержание метана, и частотный генератор б обеспечивают необходимую местную информацию и на диспетчерскую стойку СПИ-1.

2.5 Монтаж, наладка и эксплуатация технических средств автоматической защиты

Исправность комплекса, надежность и длительность срока службы обеспечивается только при соблюдении Правил эксплуатации, ухода и своевременного устранения неисправностей.

Датчики метана устанавливают в местах, где Правилами безопасности предусмотрен непрерывный автоматический контроль содержания метана стационарной аппаратурой. В месте установки датчик крепят вертикально к крепи с помощью цепной подвески так, чтобы воздушный поток подходил к датчику со стороны, противоположной лицевой панели или сбоку.

Аппарат сигнализации устанавливают на распределительном пункте лавы или подземной подстанции в месте, удобном для наблюдения за прибором.

Сирену искробезопасную СИ-1 устанавливают на распределительном пункте или в месте, где вероятность нахождения людей наибольшая, например, на погрузочном пункте.

Стойку приемника информации СПИ-1 устанавливают в помещении горного диспетчера, в удобном для наблюдения месте.

Монтаж:, наладку и сдачу в эксплуатацию комплекса «Метан» ведет, как правило, специализированная организация «Углесервис».

Предварительно необходимо освободить аппараты от упаковки, очистить от пыли и выдержать в помещении в течение 15 часов при — температуре 25 град. С и относительной влажности 80%.

Производят внешний осмотр, убеждаются в отсутствии механических повреждений, наличии пломб и соответствии заводских номеров аппаратов сигнализации и датчиков метана; в стойку приема информации СПИ-1 устанавливают самопишущие и показывающие приборы, транспортируемые в отдельных ящиках. Особое внимание обращают на щели взрывопроницаемых соединений оболочки, вводных кабельных устройств и место ввода валика блокировочного устройства. Ширина щели неподвижных плоских поверхностей между корпусом и крышкой релейной камеры — не более 0,2 мм, между корпусом и крышкой камеры вводов — не более 0,15 мм.

Погрешность срабатывания отключающего устройства и аварийной сигнализации и выдержку времени на срабатывание отключающего устройства комплекса «Метан» определяют на одной из установок 0,5; 0,7; 1,0; 1,5 или 2,Ооб%СН4. Погрешность срабатывания отключающего устройства и аварийной сигнализации не должна превышать +/-0,2об%СН4.

Систему отключения источника электрического питания проверяют нажатием кнопки «Контроль» на датчике ДМТ-4. При этом на датчике и аппарате сигнализации должны: появиться световые сигналы, сработать исполнительное реле в аппарате сигнализации и прекратиться подача электроэнергии на контролируемый участок.

Сопротивление изоляции относительно корпуса проверяют мегометром: зажим «Земля» присоединяют к корпусу, другой зажим — к соединенным вместе токоведущим шпилькам. Сопротивление изоляции должно быть не менее 40 мОм.

После проверки и регулировки комплекс «Метан» выдерживают во включенном состоянии в течение суток при содержании метана в испытательный срок в камере от 1,5 до 2,0 % СН4.

Обмен смеси производить не реже, чем через 4часа, проветривают камеру в течение 10 мин. В конце суток проветрить камеру в течение 1 часа и проверить основную допускаемую погрешность, погрешность срабатывания исполнительного устройства и выдержку времени на срабатывание. При необходимости произвести корректировку переменными резисторами датчика.

Перед спуском в шахту все аппараты должны быть опломбированы навесными пломбами с оттисками клейма или скругленными и оплавленными угольным электродом концами проволоки. Аппараты АС пломбируются навесной пломбой только в шахте после подключения их в сеть.

В процессе эксплуатации необходимо производить внешний осмотр изделий. При этом следует обращать внимание па надежность подключения кабелей, наличие пломб, горение сигнальных ламп, правильность подвески датчиков. Один раз в сутки необходимо производить проверку правильности работы системы отключения питания контролируемого объекта нажатием кнопки «Контроль» на передней крышке датчика, при этом в датчике и аппарате должны включиться световой сигнал «Метан» и сирена, а также отключиться напряжение питания контролируемого объекта.

Один раз в неделю производят проверку правильности показаний и нуля. Если отклонения от нулевой отметки или показания отличаются от поверочной смеси более, чем на 0,2 % СН4, то следует сделать корректировку, для чего нужно открыть поворотную крышку на передней стенке датчика и резистором rh выполнить регулировку нуля, а резистором Rr выполнить регулировку показаний. Если не удается регулировка, то термогруппа датчика подлежит замене, которая проводится только на поверхности.

2.6 ПБ и ПТЭ при эксплуатации газовой защиты

Замер содержания газов в шахтах производится стационарными или переносными автоматическими приборами и переносными приборами эпизодического действия.

Все рабочие, ведущие работы в тупиковых очистных выработках таких шахт, должны обеспечиваться индивидуальными автоматическими сигнализаторами метана.

Автоматические стационарные и встроенные приборы контроля содержания метана должны обеспечивать автоматическое отключение электроэнергии при недопустимой концентрации метана.

Места установки автоматических переносных приборов и датчиков стационарных приборов контроля содержания метана определяется в соответствии с «Инструкцией по замеру концентрации газов в шахтах и применению автоматических приборов контроля содержания метана.

Непрерывность контроля содержания метана при сотрясательном взрывании и торпедировании пород кровли должна обеспечиваться таким включением датчиков, чтобы с них}во время проведения указанных работ, не снималось напряжение.

Переносные автоматические приборы контроля содержания метана должны располагаться в очистных выработках — на пологих и наклонных пластах у корпуса комбайна или врубовой машины со стороны исходящей струи; на крутых пластах — в месте нахождения машиниста; при дистанционном управлении комбайном—в вентиляционном штреке против выхода из очистной выработки у кровли штрека.

Переносные автоматические приборы контроля содержания метана должны подвешиваться так, чтобы воздушный поток подходил со стороны, противоположной лицевой панели прибора.

Стационарные автоматические приборы контроля содержания метана должны производить отключение электроэнергии при установке на концентрацию метана в исходящих струях очистных выработок и выемочных участков — 1,3 %.

Для обеспечения надежности электроснабжения предприятий должны применяться средства автоматики: автоматическое включение резерва (АВР); автоматическое повторное включение (АПВ); автоматическое регулирование возбуждения (АРВ) и устройство форсирования возбуждения синхронных двигателей; автоматическая частотная разгрузка (АЧР) и другие.

При наличии быстродействующих основных защит, все операции контроля исправности или опробования электроавтоматики, где требуются по условиям эксплуатации (обмен сигналами В. Ч. защит, опробование устройств автоматических осциллографов),должны производиться дежурным персоналом по специальной инструкции с записью результатов в специальный или оперативный журнал или персоналом, обслуживающим устройства РЗАиТ.

2.7 Проверочный расчет электроснабжения очистного забоя

Выбор участковой подстанции. Определим мощность трансформатора для 1-группы:

где SРуст - суммарная установленная мощность электродвигателей, - кВт

Кс — коэффициент спроса, учитывающий степень загрузки и одновременности работы двигателей, а также КПД кабелей сети и двигателе

где Рн - номинальная мощность наиболее крупного токоприёмника

Cosjф = 0,6 — условный средневзвешенный коэффициент мощности по очистным участкам шахт

Smp.AOC-4B — номинальная мощность осветительного трансформатора

По расчетной мощности трансформатора для I-группы принимаем ближайшую большую по мощности стандартную ПУПП-ТСШВП-630-6/1,2 с номинальной мощностью 630 кВ А.

Определим мощность трансформатора для II-группы.

Принимаем стандартную ПУПП- ТСШВП-630 - 6/1,2.

Определим коэффициент загрузки

где Smp. ном — номинальная мощность ПУПП.

Таблица 2.1 Перечень электрооборудования участка

Расчет магистрального кабеля. Выбираем магистральный кабель по низкой стороне трансформаторной подстанции Iн.п=304А, принимаемы ЭВТ 3 ´ 95 + 1 ´ 10 + 4 ´ 4.

Страницы: 1, 2, 3, 4