Ирклиевский В.Д. Автоматизация горно-технологических процессов

Подождите немного. Документ загружается.

160

ЛЕКЦИЯ №36

36.1 Технические средства автоматизации канатных откаток

При автоматизации канатных откаток во избежание схода вагонеток

(скипов) с рельсов предусматривается плавный разгон и промежуточные

устойчивые скорости для выполнения заданных диаграмм. В связи с этим в

качестве приводного двигателя канатных откаток обычно применяется

асинхронный электродвигатель с фазным ротором. Пуск и регулирование

скорости вращения электродвигателей с фазным ротором канатных откаток

производится с помощью следующей аппаратуры: металлических реостатов

совместно с контакторами или масляным контроллером, жидкостных

реостатов, активно-индуктивных сопротивлений, дросселей насыщения и пр.

Автоматизация разгона электропривода канатной откатки осуществляется

в основном в функции времени.

Плавный разгон электродвигателя канатных откаток можно осуществлять

с помощью активно-индуктивного контура в цепи ротора. Сопротивление R3 и

контактор К2 предназначены для обеспечения промежуточной скорости

лебедки. Электродвигатель можно разгонять при замкнутых контактах К2 и

разомкнутых К1, т. е. без сопротивления R3 и контакторов К1 и К2. В этом

случае в момент включения обмоток статора электродвигателя М индуктивное

сопротивление дросселя L велико. Поэтому ток ротора и момент

электродвигателя определяются в основном величиной активного

сопротивления R1.

По мере разгона ротора частота тока в его цепи уменьшается, поэтому

индуктивное сопротивление дросселя в конце разгона близко к нулю и

шунтирует накоротко сопротивление R1. Таким образом, применяя активно-

161

индуктивный кон-тур, можно автоматически разогнать электродвигатель без

переключений в роторной цепи.

Рисунок 36.1 – Схема активно-индуктивного контура в цепи ротора

асинхронного электродвигателя

36.2 Автоматический контроль схода с рельсов подъемных сосудов

канатных откаток

При современных скоростях движения и грузоподъемности сосудов сход

их с рельсов без немедленной остановки подъемной установки влечет за собой

значительные разрушения наклонных выработок, путей и сосудов. Надежная

защита от развития аварии при сходе подъемного сосуда с рельсов крайне

необходима и может быть успешно Осуществлена с помощью относительно

простой системы автоматической защиты. Система осуществляет

автоматический контроль величины зазора между рельсом и кузовом

подъемного сосуда и передачу сигнала в здание подъемной установки для

включения аварийного торможения при превышении контролируемым зазором

нормально допустимой величины. При нормальном движении скипа 4 по

162

рельсам 2 (1 - подъемный канат) генератор 6 (f = 60-120кГц, Р=0,2-0,3Вт)

питает рамочную передающую антенну 3, часть электромагнитной энергии

которой принимается антенной 7. Последняя имеет вид проволочной петли,

протянутой вдоль наклонной выработки. Антенна 7 включена на вход

усилительно-приемного блока 8, располагаемого в помещении подъемной

установки. Усиленный в блоке 8 сигнал вызывает срабатывание

электромагнитного реле, контакты которого введены в цепь управления

предохранительного тормоза подъемной установки. В процессе схода скипа с

рельсов датчик контроля величины зазора 5 смещается по отношению к рельсу,

что приводит к срыву колебаний генератора. Это в свою очередь ведет к

исчезновению сигнала в приемной антенне и отпаданию якоря элек-

тромагнитного реле, которое воздействует на тормозную систему подъемной

установки и сигнальные устройства.

Отпадание якоря реле происходит также при разрядке батареи блока

питания, при неисправности генератора, приемника, антенн.

Принцип работы датчика контроля величины зазора основан на

изменении величины и характера магнитного поля постоянного

подковообразного магнита, расположенного над рельсом, при изменении

величины воздушного зазора между магнитом и рельсом. В качестве

чувствительного и исполнительного элемента датчика применяют геркон. При

нормальном движении подъемного сосуда вместе с ним движется над рельсом

датчик. Основной магнитный поток замыкается через зазор на рельс.

Интенсивность поля рассеивания такова, что контакты геркона разомкнуты.

При сходе подъемного сосуда с рельсов вместе с ним смещается в сторону и

датчик. Интенсивность поля рассеивания с одной из сторон магнита возрастает,

что

приводит к замыканию контактов геркона. Настройка датчика

производится изменением толщины дистанционных планок 6 и перемещением

корректирующего магнита 3, поле которого направлено встречно полю

163

основного магнита. При малой жесткой базе подъемного сосуда на каждый из

сосудов достаточно установить по одному датчику посредине жесткой базы,

при значительной — около каждой колесной пары. Данная система защиты

может применяться на рельсовых терриконах, а датчик — для контроля

направления движения объекта, мест сужения рельсового пути и пр. Контроль

схода подъемных сосудов с рельсов по величине зазора между рельсом и базой

сосуда с антенной передачей сигналов имеет преимущества перед контролем

по величине тока приводного двигателя; контролем с помощью троссиков

(голых проводов), протянутых вдоль выработки; комбинированным методом,

при котором контроль за движущимся вверх груженым сосудом

осуществляется по току двигателя, а контроль за движущимся вниз порожним

сосудом - по провисанию тягового каната или по величине натяжения уравно-

вешивающего каната.

164

ТЕМА 11. КОНТРОЛЬ ЗА СОДЕРЖАНИЕМ МЕТАНА В

РУДНИЧНОЙ АТМОСФЕРЕ

ЛЕКЦИЯ №37

37.1 Средства контроля за содержанием метана в рудничной

атмосфере

Средства контроля за содержанием метана в рудничной атмосфере

прошли длинный путь развития от бензиновой лампы «Свет шахтера» до

автоматических систем типа АМТ-3. В начале они развивались как средства

индивидуального (группового) пользования, для контроля в одном забое и

лишь в последнее время стали применяться для централизованного контроля

всей атмосферы рудника. Такое деление средств контроля сохранилось и до

настоящего времени. Наша промышленность выпускает устройства для

индивидуального и группового пользования (приборы СШ-2, ШИ-3, ШИ-5,

ТМРК-1), а также для автоматизированных систем контроля (АМТ-2, АМТ-3 и

их модификации).

Информация от датчиков контроля метана, количество которых

составляет 10-40, по телемеханическим каналам поступает на центральный

диспетчерский пункт и служит для выработки управляющего воздействия в

САУП. Для шахт с большим количеством очистных и подготовительных забоев

и со сложной схемой проветривания целесообразно систему централизованного

контроля содержания метана дополнить индивидуальными средствами

165

контроля и аппаратурой газовой защиты, отключающей электроэнергию на

загазированном участке.

Для построения датчиков метана использовались следующие свойства

метано-воздушных смесей: зависимость теплопроводности от процентного

содержания метана; различие показателей преломления светового луча для

компонентов рудничной атмосферы; зависимость скорости распространения

звука от процентного содержания метана; способность метана поглощать

инфракрасные лучи в диапазоне длин волн 2-8 мкм; способность метана к

термокаталитическому горению. Последний способ получил широкое

распространение.

Если платино-палладиевую пленку, предварительно нагретую до

670-680 К, поместить в метано-воздушную среду, то температура пленки

повышается. Это объясняется беспламенным сгоранием метана в присутствии

платино-палладиевого катализатора. При термокаталитическом горении

выделяется дополнительное тепло, количество которого пропорционально

концентрации метана. Оно и повышает температуру платино-палладиевой

пленки, причем это повышение также можно считать пропорциональным

концентрации метана. Повышение температуры может быть зафиксировано с

помощью мостовой схемы, в одно плечо которой включен термистор или

терморезистор. В последнем случае прирост сопротивления терморезистора

пропорционален количеству углеводорода в атмосфере, окружающей

хермокаталитический элемент.

37.2 Принципиальная схема датчика ДМТ-3Т

На рисунке 37.1 показана принципиальная схема измерительного моста,

используемого в некоторых образцах серийной аппаратуры контроля за

166

содержанием метана. На величину сопротивления рабочего терморезистора R

оказывает влияние не только концентрация метана в воздухе, но и наличие в

нем угольной пыли, оксидов углерода, влаги, а также интенсивность

вентиляционной струи. Чтобы исключить влияние этих факторов, в рабочую

камеру, имеющую непосредственный контакт с рудничной атмосферой, вместе

с резистором R

помещают компенсационный терморезистор R

. Оба резистора

представляют собой цилиндрики из оксида алюминия со спиралями из

платиновой проволоки. Однако в резисторе R

на рабочую поверхность

цилиндрика нанесен катализатор — смесь платины с палладием. Ток

разбаланса моста І

пропорционален процентному содержанию метана в

рудничной атмосфере и фиксируется прибором УМ, чувствительность которого

регулируется резистором.

Рисунок 37.1 – Принципиальная схема измерительного моста аппаратуры

контроля за содержанием метана

Датчик ДМТ-ЗТ (рисунок 37.2) состоит из четырех основных узлов: блока

питания БП, измерительного моста ИМ, фазочувствительного УФ и

телеметрического УТ усилителей. Блок питания представляет собой

трансформатор Тр1, питающийся от аппарата сигнализации переменным

напряжением 54В. От одной из выходных обмоток Тр1 питаются лампочка Л1

(сигнализирует о наличии напряжения на датчике) и JI2 (загорается при

достижении предельно допустимой концентрации метана). От двух других

обмоток питаются выпрямители для измерительного моста и усилителей. Блок

167

питания снабжен средствами уменьшения искрообразования: варикондами

ВК1, ВК2, стабилитронами Д9-Д12, диодами Д23-Д24. Предусмотрено также

гнездо подключения микротелефонной трубки, с помощью которой

осуществляется связь между датчиком и аппаратом сигнализации во время

ремонта и монтажа.

Рисунок 37.2 – Принципиальная схема датчика ДМТ-3Т

37.3 Аппаратура сигнализации АС-3У

Аппарат сигнализации АС-ЗТ (рис. 37.3) состоит из трансформатора Тр1,

блокировочного выключателя ВБ, стабилизатора напряжения СТ, блока

реле БР, блока питания сирены БСП и телефонного блока БТ.

Стабилизированное переменное напряжение подводится к блоку БП датчика

ДМТ-ЗТ. При этом конденсатор С2 играет ту же роль, что и С1 в блоке БП.

Датчик ДМТ-ЗТ и аппарат АС-ЗТ соединяются между собой кабелем марки

168

ТАШ1 X 4. Этот кабель имеет четыре медных жилы сечением 1 мм

каждая и

один стальной трос. Телефонная связь между датчиком и аппаратом

осуществляется по стальному тросу и медным жилам через искусственно

созданную среднюю точку (конденсаторы СЗ, С4 и резистор R

). Две других

медных жилы используются для подключения прибора УМ1 аппарата сигна-

лизации.

Рисунок 37.3 – Принципиальная схема аппаратуры сигнализации АС-3Т

При достижении предельной концентрации метана реле Р датчика ДМТ-

ЗТ отпускает якорь и открывает свой контакт в цепи диода Д1. Это приводит к

отключению реле Р1 и Р2 аппарата АС-ЗТ. Загорается лампочка Л2 и гудит

сирена СЭ. С помощью контакта реле Р2 отключается электроэнергия в

загазированном участке.

Аппарат сигнализации AC-ЗУ по принципу действия не отличается от

АС-ЗТ, но имеет утроенное количество основных элементов.

169

37.4 Комплект аппаратуры АМТ-3Т; АМТ-3У

Завод «Красный металлист» выпускает серийно в трех модификациях

аппаратуру АМТ-3, наиболее приемлемую для САУП. Комплект АМТ-ЗТ

предназначен для непрерывного автоматического контроля за содержанием

метана в исходящей струе лав, подготовительных выработок и т д., где

необходима газовая защита. Он состоит из одного датчика ДМТ-ЗТ и аппарата

сигнализации АС-ЗТ. Датчик устанавливается в месте контроля содержания

метана, а аппарат сигнализации - обычно на распределительном пункте.

Предусмотрена возможность передачи информации от датчиков к диспетчеру

шахты по паре проводов или по каналам телемеханики.

Комплект АМТ-ЗУ в отличие от АМТ-ЗТ имеет три датчика ДМТ-ЗТ,

питающихся от одного аппарата сигнализации измененной конструкции

AC-ЗУ. Функции этого комплекта аналогичны первому.

Комплект АМТ-ЗИ предназначен для непрерывного автоматического

контроля за содержанием метана одновременно в 6—18 точках. Он включает

стойку приемников телеизмерения СПТ-ЗИ на шесть каналов телеизмерения

(устанавливается у диспетчера на поверхности) и шести комплектов АМТ-ЗУ

(АМТ-ЗТ) или тех и других в любом сочетании, но не более шести. Передача

непрерывной информации диспетчеру о содержании метана (аналоговый

сигнал) обеспечивается от каждого датчика, подключенного к АС-ЗТ, и одного

из датчиков, подключенных к AC-ЗУ. Информация о достижении предельной

концентрации метана может быть получена от всех датчиков ДМТ-ЗТ: от

подключенных к АС-ЗТ и от одного из подключенных к АС-ЗУ - избирательная

а от остальных — обезличенная.

Основное преимущество аппаратуры АМТ-3 - ее универсальность.

Отдельные комплекты можно использовать как газоанализаторы с функциями

газовой защиты. Их можно объединить в самостоятельную систему газовой

защиты с централизованным диспетчерским контролем.