CC BY
70
УДК 622.242 Д.И. Жмуровский
ПОВЫШЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПРОЦЕССОВ ОПЕРАТИВНОЙ ДИАГНОСТИКОЙ ГОРНО-ШАХТНОГО ОБОРУДОВАНИЯ
¿'Л дним из эффективных направят лений повышения надежности технологических процессов в шахтах является осуществление оперативной диагностики горно-шахтного оборудования. Системный подход к коплектованию основных производственных процессов по добыче угля оборудованием предполагает применение системы диагностики этого оборудования.
Для совершенствования технологии эксплуатации и обслуживания горно-шахтного оборудования повышенной энерговооруженности нами разработаны принципы и создана система оперативного контроля и диагностики состояния оборудования. Сущность системы отражена на рисунке. Реализация такой системы заключается в следующем.
Эксплуатация современного горно-
шахтного оборудования повышенной энерговооруженности требует своевременного предупреждения, обнаружения и устранения возможных неисправностей, главным образом скрытых, не выявленных внешним осмотром для сокращения затрат времени и ресурсов на ремонт и предотвращения аварийных ситуаций.
Методов для получения объективной информации о техническом состоянии оборудования много, но, прежде всего, необходимо использовать информацию завода-изготовителя из карт технического обслуживания и встроенных дисплеев.
Дополнительная информация получается с помощью диагностических средств, которые позволяют не только определять неисправности, но и прогнозировать их на бли-
жайшую перспективу, что показывает ресурс работы узлов или агрегатов в целом.
Машины, имеющие средства диагностирования узлов, позволяют сокращать затраты на техническое обслуживание и ремонт за счёт уменьшения времени их осмотра и анализа экспертами, сокращение времени и количества плановых и неплановых ремонтов.
Средства диагностики подразделяются по способу диагностирования на тестовые и функциональные, по организации работ на автоматические и ручные, по функциональным возможностям на индивидуальные и унифицированные. По конструкции они подразделяются: на встроенные, переносные и стендовые.
Диагностирование узлов производится для тех машин, которые имеют кратность к общему ресурсу. Это позволяет экономично спланировать приобретение необходимых объёмов запасных частей и материалов, увязанного со временем эксплуатации. Диагностирование машин кроме этого положительно влияют на общий уровень квалификации обслуживающего персонала.
Важным направлением совершенствования системы управления эксплуатацией шахтного стационарного оборудования являются диагностирование как с помощью автоматизированных систем, так и переносных приборов, используемых при оперативном проведении работ. Учитывая, что износ парка стационарных установок на шахтах значительный (до 75 %), актуальность диагностирования очевидна.
Рис. 1. Автоматизированная система оперативного контроля и диагностики состояния горно-шахтного оборудования
Автоматические средства диагностики позволяют получать с контрольных точек информацию о техническом состоянии с помощью специальных датчиков, сигналы которых подаются на цифровую индикацию. Аналогичные приборы диагностики могут быть переносными и использоваться эпизодически. Автоматические и переносные средства диагностики позволяют не только получить информацию о состоянии того или иного узла, но и найти неисправность и принять меры по ремонту.
Для диагностики гидравлического оборудования очистных механизированных комплексов на шахтах используется метод дистанционного контроля за давлением в гидравлических системах крепи при проведении технических операций с комплексом. Эта информация передаётся на пункт обработки, оборудованный персональным компьютером и комплексом специальных программ с получением готового отчёта. Кроме этого, для диагностирования гидрооборудования крепи в специализированных управлениях используются переносные приборы перетока жидкости типа ИПГ.
Важным звеном в качественном обслуживании оборудования является организация и проведение наладочных работ. Опыт проведения наладочных работ на шахтах Кузбасса выявил ряд их существенных недостатков.
В настоящее время организацию технического обслуживания строят на жестком регламенте без учета действительного износа оборудования. Поэтому производят наладку или слишком рано или слишком поздно.
Современные методы инструментальной наладки очень трудоемкие, и позволяют, как правило, определять только несущую способность гидростоек крепей (трудоемкость работ составляет от 50 до 100 чел.смен).
При проведении наладочных работ состояние насосных станций, гидрораспределителей, гидродомкратов определяется визуальным осмотром, интуицией и опытом обслуживающего и ремонтного персонала.
Все эти недостатки не позволяют производить эффективную ревизию и наладку очистных механизированных комплексов с требуемым качеством, следовательно, не исключаются отказы гидрооборудования в добычные смены.
Достаточно сказать, что из-за отказов гидрооборудования крепи теряется до 20 % добычи угля от всех потерь из-за отказов с крепями. В связи с этим необходима техническая диагностика комплексов, которая давала бы полное представление о состоянии и режиме работы гидрооборудования.
В настоящее время на шахтах применяется несколько способов диагностирования. Например, диагностирование гидроприводов машин с насосами постоянной производительности, когда непрерывно или через постоянные периоды времени работы гидропривода измеряют время сброса на слив избытка подачи рабочей жидкости, с одновременным контролем номинального давления.
Другой способ основан на определении герметичности гидроцилиндров, заклю-
чающийся в том, что одновременно с изменением давления в гидроцилиндре измеряют другой параметр, например, положение поршня в цилиндре. Применяются также способы, основанные на определении времени нарастания давления, виброакустиче-ских методах.
На крепях очистных забоев применяются индикаторы ИД-13 для оперативного контроля несущей способности крепи. Все эти способы имеют свои плюсы и минусы и не решают проблемы системного диагностирования системы гидропривода очистного механизированного комплекса.
На шахтах Кузбасса совместно с Кузбасским государственным техническим университетом произведена работа по созданию методов и технических средств определения технического состояния гидросистем лав-ных крепей. При этом определяющим параметром служит скорость выполнения технологическим операций.
Схема экспериментальной установки состоит из потенциометрического датчика,
датчика метана (ДМЗ-ЗТ), аппарата сигнализации (АС-ЗУ), который расположен на платформе энергопоезда, информационной стойки (СПТ-ЗИ) в диспетчерской шахты. Потенциометрический датчик подсоединяется к напорной магистрали гидросистемы комплекса. Схема установки работает следующим образом.
Давление рабочей жидкости из напорной магистрали воспринимается плунжером, который через рычажную систему перемещает щетку реохорда. Тем самым изменение давления преобразуется в пропорциональное изменение сопротивления реохорда.
Сопротивление реохорда включено в мост датчика ДМТ вместо постоянного резистора сопротивлением 7,06 ом. Изменение сопротивления в зависимости от давления вызывает разбаланс моста ДМТЗТ, что приводит к появлению сигнала, который поступает в аппарат АС-ЗУ, затем сигнал по линиям связи поступает в диспетчерскую на информационную стойку (СПТЗИ) с самописцем. Непрерывный сигнал записывается на ленту, на ленте устанавливаются временные метки - через каждую минуту. Скорость ленты самописца устанавливается максимальной - 5400 мм/час.
Перед началом работ согласовывается давление в гидросистеме со шкалой самописца при помощи контрольного манометра.
Предварительный анализ диаграмм измерения давления в гидросистеме очистного механизированного комплекса позволил установить, что длительность выполнения операции технологического цикла по передвижке секций крепи зависит от срока эксплуатации (следовательно и износа) гидрооборудования. Полученные диаграммы показывают, что каждой технологической операции соответствует определенное давление в гидросистеме: передвижке секции крепи 170 кг/см2, конвейера - 100 кг/см2 и т.д. Это позволяет выделить отдельные «критические» технологические операции, проанализировать длительность их выполнения и установить пути совершенствования.
На первом этапе исследований состояния механизированной крепи предусмотрена
обработка диаграммы давления для составления временных рядов передвижки секций, пауз, передвижки конвейера, крепи сопряжения.
На основании экспериментов выявлен характер изменения давления в гидросистеме крепи при раздельных операциях по передвижке секций крепи, конвейерного става, крепи сопряжения и т.д. а также при их сочетании.
Найдены законы распределения времени передвижки, установлены их рациональные значения. Например, время на передвижку секции крепи в лаве №7 шахты им. Ярославского не должно превышать 31 секунду, длительность пауз 29 секунд, конвейерного става 14 секунд и т.д. Имея аналогичные записи для новых очистных комплексов, при периодической записи процессов передвижки крепи путем сравнения выявляются отклонения в гидросистеме комплекса.
Диаграммы позволяют проверять состояние комплекса и по сигналам эксплуатационного персонала и, в какой то мере, выявлять недостатки в технологии передвижке секций крепи, конвейера. В настоящее время эта работа продолжается для набора новых данных и их обработки на ЭВМ.
Для исследования подшипников различных машин широко используется акустический метод с применением приборов вибродиагностики, ультразвуковой диагностики, дефектоскопов УД2-12, толщиномеров
«Кварц-6». Кроме этого применяется магнитная дефектоскопия - дефектоскоп ПМ-70.
Для диагностики широкого спектра оборудования находящегося при их ревизии и наладке применяются различные стенды.
Для насосов и гидродвигателей применяется стенд ИС-320, при испытании гидрооборудования крепи применяют индикаторы перетока жидкости ИПГ, для проходческого оборудования КИ-48-15м-03. Аналогичные стенды имеются для испытания электрооборудования, средств автоматизации и газовой защиты.
На угольных предприятиях находят широкое применения инфракрасные термомет-
ры с пределами измерений от 18 °С до 400 °С для дистанционного контроля температуры на расстоянии до 10 м. При этом возможно дистанционное измерение температуры нагрева контакторов электровозов, электрооборудования любого напряжения с точностью до десятых долей градуса без отключения напряжения.
В 80 % случаев нестабильность работы машин обусловлена не их отказами, а недостаточным уровнем надёжности других элементов системы оборудования участка. Таким образом, правильно подобранной технологической схемой оборудования и его энерговооружённостью мы можем совершенствовать динамику их работы, вскрывать дополнительные резервы повышения производительности участков.
На стабильности работы забоев при прочих равных условиях сказывается технология процесса добычи, надёжность техники, квалификация людей, обслуживающих и управляющих производственным процессом, а также надёжность рабочих мест и окружающей среды, которая может быть неодинаковой для людей и машин.
Вопросу человеческого фактора в человеко-машинной системе в угольной отрасли мало уделяется внимания. Безусловно, оборудование с повышенной энерговооружённостью требует большей ответственности при его работе и обслуживании, что требует в повышения об— Коротко об авторах -----------------------
Жмуровский Д.И. - аандидат технических наук,
/кивающею персонала.------------------------
Результаты, полученные при изучении режимов работы добычных участков под-
тверждают, что нестабильность и неравномерность функционирования оборудования весьма отрицательно сказывается на всех основных показателях работы шахты. Частые пуски и остановки машин, переходы на холостой ход или изменения нагрузки приводят к снижению производительности и надёжности оборудования из-за пульсирующих нагрузок на детали и узлы машины, приводят к повышению утомляемости и нервному напряжению обслуживающего персонала. Современное оборудование очистного забоя в течение смены включается 30-40 раз, вместо рациональных 2-3 раза. Среднее время непрерывной работы на отдельных участках составляет 4-6 мин., вместо 2-3 часов. Ресурсы очистного комбайна до первого ремонта, например в 3-3,5 раза меньше, чем крепи, в 2 раза меньше, чем лавного конвейера.
Работа такого комплекса оборудования не может быть эффективной. Поэтому комплектование современных новых мощных комплексов горно-шахтного оборудования должно осуществляется с учётом ресурсов наработки каждой машины, что положительно сказывается на работе участков, а комплексов, бывших в работе, по остаточному ресурсу. При этом повышение остаточного ресурса возможно через текущие и капитальные ремонты.
Существенное влияние на надежность технологических процессов в шахте оказывает технический уровень горно-шахтного оборудования и принципы оснащения про-
ОАО « СУЭК».
шхеских процессов добычи уилл. этим во1
просам посвящены дальнейшие наши исследования.
