CC BY
32
СЕМИНАР 8
ДОКЛАД НА СИМПОЗИУМЕ "НЕДЕЛЯ ГОРНЯКА - 98" МОСКВА, МГГУ, 2.02.98 - 6.02.98
М.И. Нецепляев, к.т.н. О.И. Кашуба, д.т.н.
ГМ НИИ по безопасности работ в горной промышленности
АВТОМАТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ВЭРЫВОБЕЗОПАСНОСТИ И ЗАЩИТЫ СЕТИ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК ОТ ВЗРЫВОВ МЕТАНА И УГОЛЬНОЙ ПЫЛИ
Для взрывозащиты сети горных выработок в мировой практике
широко применяются так называемые пассивные водяные и сланцевые заслоны, срабатывающие под воздействием ударной волны взрыва. Такие заслоны довольно громоздки, способны гасить взрывы на значительном расстоянии от очага, что не исключает тяжелые последствия. Кроме того, пассивные заслоны не обеспечивают надежную локализацию вспышек и взрыва метана.
Обеспечить надежную взрыво-безопасность персонала шахт можно путем гашения вспышек и взрывов метана и угольной пыли непосредственно в зоне очагов в начальной стадии их возникновения.
Для решения этой проблемы были проведены исследования по установлению мест возможных очагов взрывов (вспышек) при современной технологии угледобычи.
В результате детального анализа случаев вспышек и взрывов метана и угольной пыли, происшедших на шахтах за последние 30 лет, установлено, что при принятой технологии угледобычи очаги, как правило, приурочены к местам интенсивного пылеотло-жения, где наиболее вероятно скопление метана и появление источника воспламенения. Наиболее вероятны вспышки или взрывы в забоях тупиковых подготовительных выработок, а также в участковых выработках у распредпунк-тов, перегружателей, маневровых лебедок, на сопряжениях лав с вентиляционными и откаточными штреками. Хотя и меньшую опасность возникновения вспышек и взрывов также представляют общешахтные выработки в местах установки электрооборудования,
где в аварийных режимах возможно скопление метана.
Для обнаружения взрывоопасного накопления в выработках угольной пыли и локализации взрывов (вспышек) метана и угольной пыли в начальной стадии их возникновения в местах, упомянутых выше, МАК НИИ совместно с НПО «Респиратор» и ОАО «Красный металлист» разработана автоматическая система СВША.
Система представляет собой ряд отдельных взрывоподавляющих комплексов, объединенных между собой централизованным автоматическим контролем работоспособности их основных узлов из диспетчерского пункта шахты.
Взрывоподавляющий ком-
плекс состоит из датчика пылеот-ложения ДПР, датчиков пламени ДП, взрывоподавляющих устройств ВПУ и блока обработки информации УСД с сетевым блоком питания БП. Он устанавливается у потенциальных очагов взрывов (вспы-шек) метана и угольной пыли.
Датчик пылеотложения радио-волновой. Сущность его работы заключается в изменении частоты колебаний электромагнитного поля, изменяющейся при наличии в нем пыли. Он позволяет производить контроль взрывоопасного накопления угольной пыли с погрешностью не более 15 %.
Датчик пламени реагирует на ИК излучение воспламенившейся метано-воздушной или пылемета-но-воздушной смеси и выдает сигнал на срабатывание взрывоподавляющего устройства. Время срабатывания датчика не более 2 мс. Чувствительность его такова, что он реагирует на ядро пламени диаметром 0,8 м с расстояния 5 м
по оси визирования фотоприемника. Благодаря применению фотоприемника, чувствительного в ИК области спектра, и соответствующего оптического фильтра датчик не реагирует на источники рудничного освещения (головные светильники, фары электровоза и других машин).
Система комплектуется двумя типоразмерами взрывоподавляющих устройств - ВПУ-30 и ВПУ-15, снаряженных соответственно массой ингибитора 30 и 15 кг. Первый предназначен для взрывозащиты выработок сечением до 10 м2, второй - для разрезных печей и выработок сечением до 5 м2 и высотой менее 1,8 м. В выработках сечением более 10 м2 устанавливается два ВПУ-30.
Взрывоподавляющее устройство состоит из: цилиндрического контейнера для размещения порошкового высокоэффективного ингибитора ПВХ-1 и являющегося корпусом устройства; распыляющей решетки, обеспечивающей формирование равномерной по концентрации взрывоподавляющей среды в объеме выработки и предохранение от повреждения пленочной диафрагму, защищающей ингибитор от увлажнения и высыпания его из контейнера; успокоительной камеры, предназначенной для снижения температуры и скорости истечения рабочих газов, поступающих в контейнер; камеры сгорания, в которой размещается газогенерирующий заряд и пиротехнический электровоспламенитель; разрядной головки со срезным диском, служащей для герметизации камеры сгорания и компенсации реактивных сил, возникающих при истечении из нее рабочих газов; турбулизи-рующих патрубков, обеспечи-
вающих полноту выброса ингибитора в защищаемый объем выработки за счет турбулизации потока рабочих газов, поступающих из успокоительной камеры в контейнер; корпуса клеммного отсека с камерой кабельных вводов, предназначенного для размещения блока энергонакопления и защиты соединений проводников блока энергонакопления, кабелей датчика пламени и УСД.
Подсоединение пиротехнического электровоспламенителя к блоку энергонакопления осуществляется при помощи стандартного разъема. Датчики пылеотложения и пламени со своими взрывоподавляющими устройствами подключаются к блокам УСД, каждый из которых обеспечивает питание до четырех датчиков от шахтной сети и от аварийного автономного источника при аварийных отключениях сети. Блок УСД также осуществляет непрерывный контроль исправности электрических цепей датчиков и взрывоподавляющих устройств. Все УСД с помощью двухпроводной линии связи подключаются к концентратору, а затем через специальное устройство сопряжения УСП с мини-ЭВМ (УПИ), осуществляющей постоянный и непрерывный контроль работоспособности всех взрывоподавляющих комплексов. Результаты контроля воспроизводятся на дисплее ЭВМ и при изменении состояния системы фиксируются на бланке печатающим устройством. При срабатывании какого-либо взрывоподавляющего устройства или выходе из строя
какого-либо узла системы автоматически диспетчеру подается звуковой сигнал, а на дисплее и бланке указывается время, адрес и характер изменения состояния системы.
Допускается работа системы без ЭВМ, при этом контроль исправности ее элементов местный, по световым индикаторам на УСД.
Система СВША работает в непрерывном ждущем режиме. При появлении в зоне обзора ДП пламени взрыва (вспышки) метана или угольной пыли последний формирует управляющий сигнал, открывающий электронный ключ блока энергонакопления, от которого импульсом тока воспламеняется пиротехнический электровоспламенитель газогенерирующего заряда. В результате быстрого сгорания газогенерирующего заряда образуется большое количество газов, поступающих в контейнер и выбрасывающих ингибитор в зону очага воспламенения. При этом в объеме выработки создается взрывоподавляющая среда. Скорость создания взрывоподавляющей среды не менее 100 м3/с. При такой скорости создания взрывоподавляющей среды и удельном расходе ингибитора не менее 0,15 кг на 1 м3 защищаемого объема выработки обеспечивается гашение взрывов и вспышек метана и угольной пыли в начальной стадии их развития у очага независимо от мощности источника воспламенения.
Специальные испытания по оценке вредных воздействий на горнорабочих побочных явлений при срабатывании взрывоподав-
ляющего устройства, проведенных с помощью лабораторных животных, размещенных на расстоянии 1-5 и 20 м от взрывопода-вителя в направлении выброса ингибитора, показали его полную безопасность.
Выпускается четыре модификации системы на 100, 50, 20 и 2 датчика и взрывоподавителя и соответственно 40, 20, 10 и 1 УСД. Применение в отдельности или в сочетании различных модификаций позволяет обеспечить взрывозащиту шахты любой мощности или отдельных объектов.
Последняя модификация использована в устройстве автоматической взрывозащиты на проходческих комбайнах. В этом устройстве используются взрывоподавители ВПУ-5, вмещающие по 5 кг ингибитора. На комбайне устанавливается два датчика пламени и в зависимости от типа комбайна и сечения выработки два или три взрыво-подавителя и один блок УСД.
Эта модификация может также использоваться для взрывозащиты отдельных объектов на транспорте и в других отраслях промышленности с малым числом возможных очагов взрывов.
В текущем году ОАО «Красный металлист» приступил к выпуску установочной серии системы. Применение системы СВША позволит в значительной степени повысить взрывобезопасность на шахтах, опасных по газу и взрывам угольной пыли.
© М.И. Нецепляев, О.И. Кашуба
Файл:
Каталог:
Шаблон:
Заголовок:
Содержание:
Автор:
Ключевые слова: Заметки:
Дата создания:
Число сохранений: Дата сохранения: Сохранил:
Полное время правки: Дата печати:
При последней печати страниц: слов: знаков:
НЕЦЕПЛ~1
в:\С диска по работе в универе\01АВ_99\01АБ4_99\Все С:\и8еге\Таня\АррБа1а\Коат^\Мюго80й\ШаблоныШогта1Ло1т ПРОГНОЗ ПЫЛЕВОЙ ОБСТАНОВКИ НА УГОЛЬНЫХ ШАХТАХ
Гитис Л.Х.
09.06.1999 13:39:00 2
09.06.1999 13:39:00 Гитис Л.Х.
0 мин.
14.12.2008 20:30:00 2
1 252 (прибл.)
7 138 (прибл.)
