CC BY
30
УДК 622.512.2:622.81.004.69
Я.С. Ворошилов (канд. техн. наук, заместитель директора ООО «Горный - ЦОТ»)
A.А. Поморцев (старший инженер ООО «Горный - ЦОТ»)
B.Е. Седельников, М. К. Дарчук (инженеры ООО «Горный - ЦОТ»)
В.А. Сухоруков (д-р техн. наук, профессор ГОУ ВПО «Сибирский государственный индустриальный университет»)
Модернизация прибора контроля пылевзрывобезопасности ПКП
Описываются результаты модернизации прибора контроля пылевзрывобезопасности, разработанного ООО «Горный-ЦОТ» и предназначенного для оценки качества осланцевания инертной пылью горных выработок, в которых оно предусмотрено по ГОСТ 51569-2000.
Ключевые слова: ПЫЛЕВЗРЫВОБЕЗОПАСНОСТЬ, ГОРНАЯ ВЫРАБОТКА, КОНТРОЛЬ, УСТРОЙСТВА, КОНСТРУКЦИЯ, МОДЕРНИЗАЦИЯ, ЭФФЕКТИВНОСТЬ
Контроль пылевзрывобезопасности горных выработок всегда являлся основным требованием соблюдения пылевого режима в угольных шахтах как средства предотвращения взрывов угольной пыли, приводящих к наиболее катастрофическим последствиям. В настоящее время интенсификация очистных работ неизбежно приводит к изменению всех геомеханических и пылеа-эродинамических процессов, происходящих в угольных шахтах.
При высокопроизводительной выемке угля пылевзрывозащита горных выработок становится еще более важным условием, требующим обеспечения действенного контроля пылевзрывобезопасности. При сланцевой пылевзрывозащите нормативными документами предусмотрен контроль содержания негорючих веществ как показателя качества осланцевания отложившейся угольной пыли. До недавнего времени качество осланцевания рекомендовалось определять визуально или с помощью лабораторных исследований. Организация мероприятий по обеспыливанию, активное и эффективное управление технологическими процессами с целью снижения их опасности по пылевому фактору, предупреждение аварий и взрывов пыли - все это невозможно без точного и оперативного контроля состояния пылевзрывобезопасности сети горных выработок, что особенно важно при высоких нагрузках на очистные забои. В связи с этим разработка прибора оперативного контроля пылевзрывобезопасности горных выработок приобрела актуальное значение.
Известно несколько устройств для контроля пылевзрывобезопасности:
1) По влажности пыли - (авторское свидетельство СССР №417638, кл. Е 21А 5/500, опубликовано в 1974 г., Б. №8). Устройство содержит аспиратор, индикатор, конический осушитель с сеткой, на которой помещен силикагель, трубку с обтюратором и защитный зонт. Принцип действия заключается в том, что осушенный воздух забирает влагу из поверхностного слоя выработки (смачивающе-связывающее покрытие) и отдает ее индикатору, изменяя цвет последнего. Основным недостатком является ограничение области применения только выработками с пылесвязую-щими покрытиями. Кроме того, устройство имеет низкую точности измерения, т.к. отсутствует контроль влажности осушенного воздуха.
2) Пылемер, в основу работы которого положен объемно-денситометрический метод измерения (авторское свидетельство СССР № 208327, кл. G 01 N 15/02, опубликовано в 1968 г.). Пылемер содержит корпус, в котором помещены источник и приемник света, вторичный прибор, фильтровальная лента с защитной пленкой, классификатор пыли и насосное устройство. Прибор предназначен для измерения запыленности воздушного потока и пылеотложения в горных выработках. Принцип действия его заключается в том, что обработанную пробу пыли с помощью насоса распыляют внутри прибора и затем осаждают на фильтровальную ленту. Контроль опасности пылеотложения ведут по светопоглощающей способности пятна пыли на ленте. Основным недостатком является низкая точность измерения (± 15%), т.к. на получаемый результат существенное влияние оказывают такие факторы, как петрографический состав угля, влажность и зольность.
3) Устройство для оценки взрываемости пылегазовых смесей при воспламенении их поверхностными разрядами статического электричества. Устройство содержит цилиндрическую камеру с подвижной крышкой и демпфером, поршень с коронирующим электродом, механизм ввода пробы пыли с дозирующим устройством, разрядный электрод и измерительный блок (авторское свидетельство СССР №891963, кл. E 21F 5/500, опубликовано 23.12.1981, Б. № 47). Принцип действия устройства заключается в том, что на коронирующий электрод подают высокое напряжение, включают механизм перемещения поршня и с помощью дозатора вводят в камеру пробу пыли. После отключения высокого напряжения и подключения разрядного электрода к «земле» формируется скользящий разряд. По воспламенению или невоспламенению пылевоздушной смеси судят об опасности разрядов для исследуемой смеси. Основные недостатки: сложность конструкции; ограниченность использования для экспресс-оценки в условиях шахт, опасных по взрывам газа и угольной пыли; ограниченная область использования по источникам воспламенения пылегазовой смеси.
В 2001 г. ООО «Горный-ЦОТ» разработал прибор, предназначенный для оценки качества осланцевания горных выработок, в которых предусмотрено осланцевание инертной пылью по ГОСТ 51569-2000.
Применение данного прибора позволяло оперативно, непосредственно в выработке, производить с достаточной точностью экспресс-оценку. При этом возможно проведение измерений в условиях шахт, опасных по газу и угольной пыли, т.к. прибор полностью безопасен в обращении, не содержит воспламенителя и компонентов взрывчатой смеси.
В 2007 г. ООО «Горный-ЦОТ» разработал новую версию прибора ПКП. Изменения затронули дизайн и конструкцию прибора, элементную базу.
В предыдущей модели прибора использовалась пластиковая трубка для подключения сменной колбы, которая в процессе эксплуатации скручивалась и перегибалась. На трубке также находилось устройство для гашения пены, совмещенное с влагопоглотителем, что вызывало неудобство в процессе эксплуатации.
В результате проведенных работ по модернизации прибора ПКП были внесены изменения в конструкцию корпуса прибора, которые позволили встроить влагопоглотитель с устройством для гашения пены в корпус прибора, а также избавиться от пластиковой трубки. В новой версии прибора колба вставляется непосредственно в корпус, что повышает простоту и удобство эксплуатации прибора.
Новая элементная база позволила уменьшить габариты прибора, снизить его энергопотребление путем сокращения количества элементов питания, что уменьшило массу прибора.
В таблице 1 приведены основные технические характеристики прибора ПКП, а на рисунке 1 - его внешний вид.
Таблица 1 - Технические характеристики прибора ПКП
Диапазон рабочей температуры окружающей среды, иС 0 ... + 40
Пределы измерений содержания инертной пыли в пробе, % 0...100
Погрешность измерений, % 10%
Разрешение по содержанию инертной пыли Не более 1
Время измерения, мин Не более 10
Время работы без подзарядки, ч 5
Масса, г 600
Взрывозащита прибора РОБх1а!
Защита от внешних воздействий 1Р54
Рисунок 1 - Внешний вид прибора ПКП после модернизации
Новая версия прибора состоит из сменной колбы, герметично соединенной с датчиком расхода газа, размещенном в измерительном блоке с индикатором. Принцип действия прибора основан на измерении объема углекислого газа, выделившегося из колбы, в которой размещены реактив и пробоотборник с пробой смеси инертной и угольной пыли. С помощью встроенного мик-
роконтроллера объем выделившегося газа пересчитывается в процентное содержание инертной пыли в пробе, которое отображается на цифровом табло прибора.
Проведенный комплекс работ по модернизации прибора ПКП позволил существенно улучшить его эксплуатационные характеристики.
MODERNIZATION OF PKP DUST EXPLOSION SAFETY CONTROLE INSTRUMENT
Ya.S. Voroshilov, A.A. Pomortsev, V.Ye. Sedelnikov, M.K. Darchuk, V.A. Sukho-rukov
Results of dust explosion safety controle instrument modernization are described. It is developed by OOO «Gorny - COT» and is aimed for evaluation of mine galleries roadstone dusting quality when it is prescribed by GOST 51569-2000.
Key words: DUST EXPLOSION SAFETY, MINE GALLERY, CONTROLE, DEVICE CONSTRUCTION, MODERNIZATION, EFFICIENCY
Ворошилов Ярослав Сергеевич
тел. (3842) 64-02-60
Поморцев Алексей Андреевич
тел. (3842) 64-02-60
Седельников Владимир Евгеньевич
тел. (3842) 64-02-60
Дарчук Максим Константинович
тел. (3842) 64-02-60
Сухоруков Владимир Афанасьевич
тел.:(3843) 74-89-91
