CC BY
15
■ С.Б. Романченко // S.B. Romanchenko romanchenkosb@mail.ru
■ А.А. Трубицын //
doctor of technical sciences, assistant professor, leading researcher of FGBU VNIIPO MChS of Russia, microdistrict 12, VNIIPO, Balashikha, Moscow Region, 143903, Russia
д-р техн. наук, доцент, ведущим научный сотрудник ФГБУ ВНИИПО МЧС России, Россия, 143903, Московская область, г. Балашиха, мкр. ВНИИПО, д. 12
¡3*
A. A. Trubitsyn
atrubitsyn@rambler.ru
д-р техн. наук, профессор, консультант по научной работе НАО "НЦ ПБ", Горный ЦОТ', Россия, 650002, г. Кемерово, Сосновый бульвар, 1
doctor of technical sciences, professor, Scientific Advisor, NAO "Scientific Center of Industrial Safety", 1, Sosnoviy bulvar, Kemerovo, 650002, Russia
■ Д.А. Трубицына // DA. Trubitsynа
директор по развитию ГК "ВостЭКО" и "Горный-ЦОТ" Россия, 650002, г. Кемерово, Сосновый бульвар, 1
Director for development GK "VostEKO and Gorny COT" 1, Sosnoviy bulvar, Kemerovo, 650002, Russia
УДК 622.807
ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ МОНИТОРИНГ ВЗРЫВООПАСНЫХ АЭРОЗОЛЕЙ В ШАХТАХ: АКТУАЛЬНОСТЬ, ИСПЫТАНИЯ, ПЕРСПЕКТИВЫ
INDUSTRIAL MONITORING OF EXPLOSIVE AEROSOLS IN MINES: ACTUALITY, TESTS, PROSPECTS
Рассмотрен технически достигнутый уровень автоматизированных систем контроля технологии и промышленной безопасности в угольных шахтах, а также перспективы совершенствования подсистем мониторинга концентрации угольных аэрозолей. Приведен анализ исследований в испытательных центрах РФ и Евросоюза датчиков запыленности воздуха и основные технические новации по их результатам. Представлен современный уровень испытательных стендов и алгоритм испытаний оптических датчиков пылевого контроля. Алгоритм основан на серии испытаний средств пылевого контроля, а также систем обеспыливания и пылеулавливания. Представлены результаты испытаний оптических датчиков при изменениях концентрации пыли (минимальные - менее ПДК; средние 2+6 ПДК; высокие 6+20 ПДК), вариации дисперсного и вещественного состава аэрозолей. Уточнена величина абсолютной и относительной погрешности измерений для испытуемых датчиков и область их промышленного использования. В ходе испытаний применены цифровые дозаторы пыли, лазерные анализаторы дисперсного состава частиц, эталонные 9-канальные гравиметрические системы и пылемеры CIP-10 для определения изменения концентрации пыли в пределах плоскости измерений и по длине стенда. Исследовано влияние источников света с различной длиной волны, водного аэрозоля и дыма на формирование ложных выходных сигналов стационарных измерителей концентрации пыли. Представлены основные технические решения по совершенствованию серийных стационарных измерителей запыленности воздуха. The technically achieved level of technology and industrial safety automated control systems in coal mines is considered, as well as the prospects for improving the subsystems for monitoring the concentration of coal aerosols. The analysis of studies in the test centers of the Russian Federation and the European Union of air dust sensors and the main technical innovations based on their results are presented. A modern level of test benches and an algorithm for testing optical dust control sensors are presented. The algorithm is based on a series of tests on dust control equipment as well as dust control and dust collection systems. The test results of optical sensors with changes in dust concentration (minimum - less than MPC; average 2 + 6 MPC; high 6 + 20 MPC), variations in the dispersed and material composition of aerosols. The value of the absolute and relative measurement error for the tested sensors and the area of their industrial use has been clarified. During the tests, digital dust meters, laser analyzers of the dispersed composition of particles, standard 9-channel gravimetric systems and CIP-10 dust meters were used to determine the change in dust
concentration within the measurement plane and along the length of the bench. The influence of light sources with different wavelengths, water aerosol and smoke on the formation of false output signals of stationary dust concentration meters was investigated. The main technical solutions for the improvement of air dust content serial stationary meters are presented.
Ключевые слова: АЭРОЗОЛЬ, ПЫЛЬ, ДАТЧИК, СТАЦИОНАРНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ, ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ КОНТРОЛЬ, КОНЦЕНТРАЦИЯ ПЫЛИ, ДИСПЕРСНЫЙ СОСТАВ, ЦИФРОВОЙ ДОЗАТОР ПЫЛИ, СТЕНДОВЫЕ ИСПЫТАНИЯ, ПОГРЕШНОСТЬ ИЗМЕРЕНИЙ, УРОВНИ ОСВЕЩЕННОСТИ, ДЛИНА СВЕТОВОЙ ВОЛНЫ
Key words: AEROSOL, DUST, SENSOR, STATIONARY METER, INDUSTRIAL CONTROL, DUST CONCENTRATION, DISPERSED COMPOSITION, DIGITAL DUST DISPENSER, BENCH TESTS, MEASUREMENT ERROR, LIGHT LEVELS, LIGHT WAVELENGTH
Введение
В новой редакции правил безопасности в угольных шахтах (ПБ) значительное внимание уделено вопросам производственного контроля уровней запыленности воздуха и пылевзрывобезопасности выработок посредством стационарных и переносных измерителей [1,2]. Основой развития систем мониторинга в угольной отрасли1 являются комплексные системы мониторинга параметров технологии и безопасности производств (СКМБ) успешно реализуемые на предприятиях ведущих угледобывающих компаний.
Современные АСДУ-СКМБ комплексы строятся на основе интеграции подсистем контроля технологических процессов (подготовительные забои, выемочные участки, конвейерный транспорт и др.) с подсистемами мониторинга безопасности, к последним относятся системы контроля вентиляторных установок и всей системы проветривания шахты, системы пожарно-оросительного водоснабжения, аэрологического и газового контроля, а также контроль уровней запыленности и пылевзрыво-безопасности (далее СПК - системы пылевого контроля) [3-6].
Современное горношахтное оборудование оснащается микропроцессорным управлением, с техническими возможностями их системной интеграции [5,6]. На предприятиях ведущих угледобывающих компаний эксплуатируются «интеллектуальные» машины, способные распознавать свое состояние, состояние окружающей среды, 3^ геометрические координаты, текущий контекст в технологическом процессе.
Для распознавания окружающих условий машины оборудованы датчиками, обеспечивающими определение изменяющихся геометрических параметров и геологических условий, в которых они перемещаются.
Распознавание состояния включает статус работоспособности (включено-выключено), контроль сбойных ситуаций или ошибок, а также
потребляемую мощность или нагрузку на электрические устройства. Комбайны и комплексы оснащаются широким спектром встроенных датчиков, контролирующих внешние условия (например, горное давление), состояние основных агрегатов, расход и давление воды в системе охлаждения и орошения, давления масла в гидравлических системах. Проходческие комбайны для распознавания окружающих условий на стреловидном исполнительном органе могут оснащаться сканерами, исследующими поверхность забоя. Определяются геометрические окружающие условия в трехмерном пространстве для задания направления машины. Кроме этого проводится автоматизация процессов резания - выбирается оптимальный профиль сечения, определяется наиболее короткая траектория движения резцовой коронки. Установленные на машине датчики определяют положение стреловидного органа и отображают его на экране.
На шнековых выемочных комбайнах различных типов ^-300/420 и SL-750 и др.) имеются решения по согласованию технологических процессов машины с окружающими условиями производственного участка: кроме датчиков местоположения комбайна в лаве контролируется контакт между угольным пластом и вмещающими породами. Для этого на машине со стороны забоя устанавливаются инфракрасные датчики. На комбайнах по концам машины устанавливаются радарные сканеры, которые регистрируют состояние и траекторию движения комбайна. Имеется интегрированный сенсорный контроль уровня заполнения всех рабочих жидкостей (вода, масло, эмульсия), а в системах охлаждения электродвигателей, орошения и пылеподав-ления датчиками фиксируется давление и расход воды.
Исходя из перечисленных «встроенных» технических решений открываются принципиально новые возможности совершенствования систем пылевого контроля на основе получения
1 В общепромышленной терминологии - системы оперативно-диспетчерского управления (АСДУ).
следующей информации:
- состояние (on/off - включено/выключено) для основных источников пылеобразования (комбайны, ленточные конвейера, дробилки), данные по режимам резания для очистных и проходческих комбайнов;
- текущее местоположение перемещающихся источников пылеобразования (место нахождения комбайна в лаве) относительно расположения рабочих мест стационарных измерителей пылевых параметров;
- текущую высоту исполнительного органа проходческих комбайнов, высоту расположения режущих шнеков очистных комбайнов, как основных источников пылеобразования (высота источника пылеобразования оказывает существенную роль на формирование концентрации пыли в забое);
- состояние on/off, а также параметры работы оросительных систем пылеподавления (давление и расход воды);
- текущие параметры работы аспирацион-ных систем обеспыливания (пылеотсосов «сухого» либо «мокрого» типа);
- текущие значения датчиков систем аэрогазового контроля, непосредственно взаимосвя-заные с процессами переноса и осаждения пыли - скорость потока воздуха и перепад давлений;
- текущие показания датчиков концентрации витающей пыли в точках контроля и пересчет динамики концентрации по длине отдельных выработок либо в разветвленной вентиляционной сети специальным программным обеспечением с учетом поля скоростей воздуха, размещения систем пылеулавливания и т.д.
Исходя из наличия двух уровней пылевого контроля на шахтах (гигиенический и производственный), необходимо отметить, что мировой опыт применения систем стационарного пылевого контроля (основанных на инфракрасных измерительных головках [7,8]) в вопросах охраны труда дал однозначно отрицательный результат. Так применение системы FMA-TMS1 (HUND, Германия) в 90-х годах прошлого века ограничилось установкой в шахтах нескольких опытных образцов (рисунок 1) и в настоящее время данное оборудование не производится. Аналогичный опыт применения на шахтах Польши (опытная партия 20 шт.) имели датчики PL-2 (ЕМАГ, Польша). Указанные образцы датчиков измеряют концентрацию тонких или респирабельных фракций пыли (менее 1 мкм либо 1-7 мкм). Для производственного контроля они в полной мере не применимы, а для контроля индивидуальной пылевой нагрузки персонала необходимо знать
Рисунок 1 - Стационарный измеритель запыленности воздуха FMA-TMS1 (фото HUND, 90-е годы прошлого века)
Figure 1 - Stationary air dust meter FMA-TMS1 (photo HUND, 90s of the last century)
уровни запыленности в зоне дыхания работника, а не в месте размещения датчика.
В рамках данной публикации рассмотрены следующие вопросы производственного автоматизированного пылевого контроля:
- алгоритм испытаний оптических контроля уровней запыленности воздуха, новации и перспективы совершенствования датчиков [911];
- проблема передачи данных в системах СКМБ (организационный аспект), сводящаяся к потере определенной части разрядов данных при АЦП-ЦАП преобразованиях данных [11,15].
1. Датчики контроля уровней запыленности рудничной атмосферы: испытания, инновации и перспективы
В существующих системах СПК существует проблема создания датчиков контроля витающей угольной и угле-породной пыли. В рамках мирового горного дела промышленные образцы датчиков для производственного контроля уровней запыленности воздуха либо отсутствуют, либо имеют особенности конструкции, не учитывающей всего набора особых условий эксплуатации в шахтах. На рынке РФ до недавнего времени представлены 2 модели датчиков ИЗСТ-01 (Горный ЦОТ, Кемерово) и PL-3 (ЕМАГ, Катовице, Польша), при этом необходимо констатировать, что эксплуатация их на шахтах угольных шахтах отмечена рядом технических и организационно-технических проблем.
Как отмечено выше одним из первых датчиков пылевого контроля явился измеритель FMA-TMS1 (рисунок 1 - датчик и терминал). FMA-TMS1 проводил измерение концентрации частиц менее 1 мкм (другие размеры аэрозолей требовали дополнительной калибровки); вывод
А А научно-технический журнал №4-2020
44 вестник
Рисунок 2 - Датчик ИЗСТ-01 на испытаниях Figure 2 - IZST-01 sensor during tests
измеренных значений проводился с интервалом 2 с. Исполнение FMA-TMS1 - взрывозащищен-ное исполнение ЕЕхМ; габариты: терминала - 600х300х250 мм, датчика - 250х270х270 мм; масса системы - около 28 кг.
Основные технические характеристики, предлагаемых в настоящее время датчиков приведены в таблицах 1 и 2, общий вид датчиков представлен на рисунках 2 и 3.
Стационарные измерители запыленности воздуха ИЗСТ-01 (ООО «Горный ЦОТ», г. Кемерово) поставлены на все угольные шахты всех регионов РФ.
Датчики ИЗСТ-01 (Рисунок 2) предназначены для измерения массовой концентрации витающей пыли в месте их установки. Метрологические характеристики ИЗСТ-01 были установлены на аэрозоле №С1 с размерами частиц около 2 мкм. Такие аэрозоли (№С1) имеют принципиальные отличия от аэрозолей на основе угля и породы как по размерам и форме частиц, так и по их световой отражающей способности , что необходимо учитывать при настройке приборов.
Технические характеристики ИЗСТ-01
(данные производителя) приведены в таблице 1.
Стационарный оптический пылемер (датчик) PL-2 и его модификация PL-3 (приборы отличаются некоторыми электронными составляющими, их технические характеристики полностью совпадают) являются оптическими устройствами, использующим принцип измерения интенсивности света, отраженного в измерительной камере частицами пыли. Физическая основа измерений - эффект Тиндаля, состоящий в отражении разложении светового излучения постоянной длины волны на частицах аэрозоля (двухфазной среде воздух-частицы). Пылемер PL-2 (рисунок 3) проводит непрерывные измерения и регистрацию массовой концентрации респирабельной пыли (эквивалентный диаметр частиц до 8 мкм) в диапазоне 0-100 mg/m3 (тип прибора PL-2/100) или в диапазоне 0-50 mg/m3 (тип прибора PL-2/50). В качестве источника света использован светодиод инфракрасного диапазона.
Интенсивность отраженного частицами пыли светового сигнала измеряется фотодетектором, работающим в том же диапазоне длины световой волны (таблица 2).
Таблица 1. Основные характеристики ИЗСТ-01 Table 1. Main characteristics of IZST-01
Температура окружающей среды, (°С) +5 + +35
Относительная влажность, (%) 20-98 %
Атмосферное давление, (кРа) 84-106,7
Напряжение питания, (V) 12
Потребляемый ток, не более, (тА) 250
Диапазон измерений массовой концентрации пыли, (тг/т3) 0-1500
Размеры , ДхШхВ (мм) 320x280x140
Масса, (кд) 1,5
Приведенная погрешность измерений в диапазоне 0-100 мг/м3, % 20
Относительная погрешность измерений в диапазоне 100-1500 мг/м3, % 20
Таблица 2. Технические характеристики оптического пылемера Pt-2 (Pt-3) Table 2. Technical characteristics of optical dust meter Pt-2 (Pt-3)
Метод измерения Оптический, отражение света частицами пыли ре-спирабельной фракции
Напряжение питания 9-16 VDC
Потребляемый ток до 9 тА при 12 VDC
Диапазон измерений 0-100 тд/т3 - Р^-2/100 (пыль размерами до 10 мкм)
0-50 тд/т3 - Р^-2/50 (пыль размерами до 10 мкм)
Относительная погрешность ± 15% для диапазоне 0-100 тд/т3
± 10% для диапазона 0-50 тд/т3 ± 10% для диапазона 0-50 тд/т3
Выходной сигнал 0.4-2 VDC
Время реакции Т50 Максимально 10 с
Время реакции Т90 Максимально 20 с
Температура среды 0-40оС
Влажность 0-100% без конденсации влаги
Тип корпуса SRT/i
Степень защиты 1Р-54
Размеры 168 х 180 х 95 тт
Масса 2.5 кд
Взрывозащитное исполнение ^ I М1 Ех ia I
Сертификат соответствия ОВАС 07 АТЕХ 339Х
Знак качества С€
Датчики ИЗСТ-01 и Р£-2 были испытаны в научных центрах РФ и Евросоюза [12-15] основные результаты испытаний приведены далее.
2. Методы и стендовая база испытаний датчиков контроля запыленности воздуха
В научном центре ДМТ (Эссен, Германия) для испытания приборов контроля запылен-
ности воздуха используется проточный стенд с регулируемой и точно измеряемой скоростью воздушного потока, программируемой системой подачи пыли и встроенной многоточечной гравиметрической системой контроля запыленности воздуха [12,13,14]. Общая схема стенда приведена на рисунке 4.
Испытания проводились в воздуховоде
Рисунок 4 - Схема испытательного стенда ДМТ Figure 4 - Diagram of the DMT test bench
размером 700х700 мм, который является частью испытательного стенда DMT, соответствующего стандарту DIN EN 779. Воздух подается при помощи вентилятора. На входе испытательного стенда установлена откалиброванная распыляющая форсунка для определения и контроля воздушного потока (рисунок 5). В «плоскости измерений» (представлена на рисунке 4) размещается испытуемый датчик, переносные эталонные приборы и система отбора проб с 9-ю зондами для последующего определения концентрации пыли эталонным гравиметрическим способом. Пункт подачи пыли находится на расстоянии примерно 2,80 метра от плоскости
измерений. Подача пыли осуществлялась в направлении, противоположном потоку воздуха. В большинстве испытаний использован программируемый дифференциальный весовой дозатор пыли DDB с подачей пыли 100 г/ч + 5,0 кг/ч (рисунок 6).
Дифференциальный весовой дозатор (DDB) может использоваться в качестве системы подачи пыли с расходом от 100 г/ч до 5,0 кг/ч, что для условий стенда позволяет создать и стабильно поддерживать в течение всего эксперимента заданную концентрацию пыли в диапазоне от 50 мг/м3 до 1750 мг/м3. Отклонения от заданной величины концентрации пыли не пре-
Рисунок 5 - Сертифицированное устройство определения скорости потока воздуха на входе испытательного стенда (слева) и стенд DBT по стандарту DIN EN 779 Figure 5 - Certified device for determining the air flow rate at the inlet of the test bench (left) and the DBT bench according
to DIN EN 779
Рисунок 6 - Дифференциальный весовой дозатор DDB с цифровым блоком управления Figure 6 - Differential weight batcher DDB with digital control unit
вышают 2,5 %. Для создания в стенде концентрации пыли от 1 мг/м3 до 50 мг/м3 использован генератор сухого аэрозоля типа PALAS.
На первом этапе испытаний («холостой прогон» - при полностью отключенной системе подачи пыли , Ср =0 мг/м3) ИЗСТ-01 (версия выпуска до 2015 года) в дневной период регистрировал ложную запыленность в пределах от 40 до 180 мг/м3[12,13,14]. В сумерках выходной сигнал снизился до 10 мг/мз. Для исключения фактора освещенности в последующих испытаниях приборы ИЗСТ-01 были затемнены, выходной сигнал соответствовал величине 0,4 v или 0 мг/м3.
Испытания фактических метрологических показателей ИЗСТ-01 проводились на тестовой пыли (1-200 мкм) по DN 70.
На основании проведенных испытаний [12,13,14] отработан ряд принципиальных этапов испытаний, основные из которых :
- исследование скорости реакции прибора и фактического минимального предела измерений концентрации пыли. Проводится для 12 циклов ступенчатого роста-уменьшения концентрации пыли в последовательности Ср 0 - 50 - 0 - 100 - 0 - 250 - 0 - 100 - 0 - 50 - 0 мг/м3 при длительности каждого цикла 300с (рисунок 7);
- определение порога чувствительности и фактического верхнего уровня измеряемой концентрации пыли Ср, и установление линейности в соотношении выходного сигнала (вольты) и концентрации пыли (мг/м3) путем ступенчатого увеличения Ср от 0 мг/мз до 1750 мг/мз - 8 циклов ( рисунок 8);
- проверка устойчивости показаний датчи-
ков при различных скоростях воздушного потока (36 циклов скорости воздуха 1; 1,5 и 2 м/с);
- краткосрочные и длительные испытания (от 2 до 6 часов - смена) с периодическими изменениями концентрации пыли для подтверждения повторяемости показаний (9 циклов);
- изучение влияния вариации дисперсного и вещественного состава пыли, а также сланцевой пылевзрывозащиты на устойчивость показаний датчиков (25 циклов исследований) [12,13,14].
Характерные данные испытаний приведены на рисунках 7 и 8. Сравнение результатов измерений ИЗСТ-01 [12,13,14] с фактической концентрации пыли СУКМ, определенной при помощи гравиметрического метода с использованием VMK, позволяет заключить, что калибровка (принятое соотношение между напряжением на выходе и данными о концентрации на дисплее) для исследованной версий ИЗСТ-01 (выпуск 2013 года) требовала доработки. Позитивным явился результат, что прибор пропорционально реагировал на повышение концентрации пыли в стенде (рисунок 8), однако его показания существенно ниже фактических. Концентрации пыли 50 мг/мз и менее (рисунок 7, рисунок 8) прибором не различались (порог чувствительности) при применявшихся системах калибровки и поверки [12,13,14].
Результаты приведенных исследований позволили провести доработку ИЗСТ-01.
Основные инновационные решения по результатам испытаний 2013-2018 годов сводятся к установлению фильтра но приемном оптическом
Рисунок 7 - Выходной сигнал (концентрация пыли - показания на дисплее) ИЗСТ-01 в ходе циклической 0 - 50 -
0 - 100 - 0 - 250 - 0 - 100 - 0 - 50 - 0 мг/м3 подачи пыли Figure 7 - Output signal (dust concentration - readings on the display) IZST-01 during cyclic 0 - 50 - 0 - 100 - 0 - 250 - 0
-100 - 0 - 50 - 0 mg / m3 dust supply
Рисунок 8 - Диаграмма выходного сигнала ИЗСТ-01 при последовательном увеличении концентрации пыли Figure 8 - Diagram of the IZST-01 output signal with a sequential increase in dust concentration
блоке и совершенствовании систем настройки ИЗСТ.
ВЫВОДЫ
Заключение по стационарному измерителю запыленности воздуха ИЗСТ-01:
1. В области пожарной безопасности институтом ФГБУ ВНИИПО исследована реакция ИЗСТ-01 на наличие дымных фракций аэрозо-
лей. Отмечен средний уровень реакции ИЗСТ-01 на появление дыма в выработках (показания до 103 мг/м3, квази-запыленности), что возможно дополнительно использовать в системах СКМБ как дублирующего канала контроля экзогенных пожаров [12,13].
2. Исследования метрологических характеристик стационарного измерителя запыленно-
сти воздуха ИЗСТ-01 на стендовой базе 3-х независимых научных центров выявили отклонения от требований ГОСТ Р 55175-2012 «Атмосфера рудничная. Методы контроля запыленности». Данный факт учтён производителем ИЗСТ-01 при разработке последующих версий датчиков.
3. Инфракрасный чувствительный модуль (приемник отраженного света) ИЗСТ-01 реагирует не только на световые волны ИК диапазона (770-1100 нм), но и на свет из видимого диапазона (380-760 нм). Показания ранних версий ИЗСТ-01 (до 2015 года) С (мг/м3) выражаются линейной зависимостью от освещенности Е (люкс) в виде функции С= 0,236 Е-11,783. Производителем ИЗСТ-01 на основе цикла испытаний, приведенных в данной статье, проведена доработка прибора, установлены фильтры на оптический приемник сигнала, снижающие или устраняющие зависимость ИЗСТ-01 от изменения освещенности выработок [12,13,14].
4.Датчик ИЗСТ-01 имеет выраженную реакцию на появление в составе аэрозоля или на стенках горных выработок сланцевой пыли. После осланцевания горных выработок интенсивность отражения света инертной пылью белого цвета возрастает, чувствительный модуль ИЗСТ-01 отмечает фоновый уровень ложной запыленности в диапазоне 29,5-58,8 мг/м3. При подаче последовательно сланцевой и угольной пыли с фиксированной (постоянной) концентрацией около 160 мг/м3 уровень выходного сигнала ИЗСТ-01 для сланцевой пыли в 2,3 раза выше, чем при той же концентрации угольной пыли. Производителем приборов отработан цикл рекомендаций для работников шахт по устранению указанных особенностей.
5. На калибровочную функцию прибора ИЗСТ-01 (соотношение между выходным напряжением и концентрацией пыли) существенное
влияние оказывает ряд факторов, основными из которых являются дисперсный и вещественный состав аэрозоля, что необходимо учитывать в программных составляющих подсистем мониторинга пыли СКМБ.
Заключение по стационарному измерителю запыленности датчику Р^-2:
1. Датчик Р£-2 имеет явно выраженную реакцию на дым (дымные аэрозольные фракции с размерами частиц менее 0,1 мкм). Реакция датчика на дым значительно превосходит реакцию основных газовых датчиков, распознающих концентрацию пожарных газов и температуры рудничной атмосферы того-же производителя (ЕМАГ, Польша),Р£-2 может быть рекомендован в качестве вспомогательного пожарного извеща-теля для выработок шахт и рудников.
2. Стационарный оптический пылемер (датчик) Р£-2 проводит непрерывные измерения и регистрацию массовой концентрации респира-бельной пыли или для частиц с размерами менее 8 мкм, в диапазоне концентраций 0-100 мг/ мз (тип прибора Р^-2/100) или в диапазоне 0-50 мг/мз (тип прибора Р^-2/50), что достаточно для выполнения требований европейских норм, но не позволяет определять общую массу частиц 1-74 мкм по требованиям норм РФ.
3. Инфракрасный чувствительный модуль (приемник отраженного света) Р£-2 реагирует только на световые волны ИК диапазона (770-1100 нм), наличие источников света из видимого диапазона (380-760 нм) не приводит к появлению фоновых значений выходного сигнала датчика.
4. Рекомендуется применение пылемера Р£-2 на исходящей струе в конвейерных выработках шахт после проведения определенного цикла испытаний [12,13,14].
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Правила безопасности в угольных шахтах: М.: Ростехнадзор (Приказ Ростехнадзора № 550 от 19.11.2013), Зарегистрированы в Министерстве юстиции Российской Федерации 31.12.2013 N 30961.
2. Инструкция по борьбе с пылью в угольных шахтах. Введена в действие приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 14.10. 2014 г. №462.
3. Клименко А.П. Методы и приборы для измерения концентрации пыли. М.: Химия, 1978. 208 с.
4. Барабаш У., Вайс Х., Котке Ф. Автоматизация горных машин на редприятиях концерна RAG Deutsche Steinkohle // Глюкауф. 2010. № 1(2). С.14-20.
5. Крумменауэр Э., Баструкк М. Оптимизация производительности и безопасности в угольном очистном забое при помощи очистных комбайнов со шнековым исполнительным органом // Уголь. 2008. № 7. С.19-21.
6. Принципы построения многофункциональных систем безопасности угольных шахт, опыт и перспективы их использования в Кузбассе. /Бабенко А.Г, Лапин С.Э., Вильгельм А.В., Оржеховский С.М. Безопасность труда в промышленности, 2011 №1. С.16-22.
7. Hesse.F Uber Einflüsse auf den Umrechnungsfaktor zwischen tyndalometrischen Feinstaub-Messwerten. 1992. - 120 P.
8. Thiemann. M Messtechnische Ermittlung von Staubquellen und Beurteilung der Wirkung technischer Staubbekampfungsmassnahmen im Steinkohlenbergbau. 1991. - 109 p.
9. Устройство для измерения концентрации пыли. Трубицин А.А., Трубицина Н.В., Романченко С.Б. и др. Патент
50
№ 61883, Федеральная служба по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам (Роспатент), от 10.03.2007.-4с.
10. Романченко С.Б. Оптические пылемеры с инфракрасными измерительными головками. //Горный информационно-аналитический бюллетень. Аэрология: Сборник научных трудов.- М.: «Мир горной книги». -2007.-№0В12.-С 265-273.
11. Трубицин А.А. и др. Формирование системы автоматизированного контроля пылевзрывобезопасности горных выработок угольных шахт// Вестник научного центра по безопасности работ в угольной промышленности. -2016. №4. С.6-14.
12. Исследования в области пожарной безопасности и метрологических характеристик стационарных измерителей концентрации пожаровзрывоопасных и вредных угольных аэрозолей: отчет о НИР (Заключение) / Климкин В.И. и др. - Балашиха : ФГБУ Всероссийский научно-исследовательский институт противопожарной обороны, 2013.- 92 с.
13. Разработать концепцию (программу) внедрения системы учета индивидуальной пылевой нагрузки работников вредных производств шахты с целью минимизации регрессных исков : отчет о НИР / Ермаков А.Ю. и др. - Прокопьевск : институт СибНИИуглеобогащение, 2013.- 173 с.
14. Романченко С.Б. и др. Комплексное обеспыливание. Комплексное обеспыливание. / Романченко С.Б., ...Тимченко А.Н. и др. .-М.: Горное дело, 2016.-288 с.
15. Романченко С.Б., Костеренко В.Н., Тимченко А.Н. Сравнительные испытания стационарных и переносных измерителей концентрации пыли. // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал) Mining Informational and Analytical Bulletin (Scientific and Technical Journal). 2015. № 11 (специальный выпуск 60-2). 648 с. М.: Издательство «Горная книга». С.392-401.
REFERENCES
1. Pravila bezopasnosti v ugol'nykh shakhtakh: (Prikaz Rostekhnadzora № 550 ot 19.11.2013) [Safety rules in coal mines (Rostekhnadzor Order No. 550 dated 19.11.2013)] M.: Rostekhnadzor [in Russian].
2. Instruktsiya po bor'be s pyl'yu v ugol'nykh shakhtakh [Instructions for dealing with dust in coal mines]. Put into effect by order of the Federal Service for Environmental, Technological and Nuclear Supervision dated 14.10. 2014 No. 462 [in Russian].
3. Klimenko, A.P. (1978). Metody i pribory dlya izmereniya kontsentratsii pyli [Methods and instruments for measuring dust concentration]. Moscow: Khimia [in Russian].
4. Barabash, U., Vais, Kh., & Kotke, F. (2010). Avtomatizatsiya gornykh mashin na predpriyatiyakh kontserna RAG Deutsche Steinkohle [Automation of mining machines at the enterprises of the RAG Deutsche Steinkohle concern]. Glukauf, 1(2), 14-20
5. Krummenauer, E., & Bastrukk, M. (2008). Optimizatsiya proizvoditel'nosti i bezopasnosti v ugol'nom ochistnom zaboye pri pomoshchi ochistnykh kombaynov so shnekovym ispolnitel'nym organum [Optimizing performance and safety at a coal extraction face with an auger shearer]. Ugol - Coal, 7, 19-21 [in Russian].
6. Babenko, A.G., Lapin, S.E., Vilgelm, A.V., & Orzhekhovsky, S.M. (2011). Printsipy postroyeniya mnogofunktsional'nykh sistem bezopasnosti ugol'nykh shakht, opyt i perspektivy ikh ispol'zovaniya v Kuzbasse [Principles of building multifunctional safety systems for coal mines, experience and prospects of their use in Kuzbass]. Bezopasnost truda v promyshlennosti - Industrial Labor Safety, 1, 16-22 [in Russian].
7. Hesse.F Uber Einflusse auf den Umrechnungsfaktor zwischen tyndalometrischen Feinstaub-Messwerten. 1992. - 120 p.[in German].
8. Thiemann. M Messtechnische Ermittlung von Staubquellen und Beurteilung der Wirkung technischer Staubbekamp-fungsmassnahmen im Steinkohlenbergbau. 1991. - 109 p. [in German].
9. Patent No. 61883. Ustroystvo dlya izmereniya kontsentratsii pyli [Dust concentration measuring device]. Trubitsyn A.A., Trubitsyna N.V., Romanchenko S.B. and others. Federal Service for Intellectual Property, Patents and Trademarks (Rospatent), dated 10.03.2007.-4c. [in Russian].
10. Romanchenko, S.B. (2007). Opticheskiye pylemery s infrakrasnymi izmeritel'nymi golovkami [Optical dust meters with infrared measuring heads]. Gorny informatsionno-analiticheskii biulleten - Mining Informational Analytical Bulletin, 12, 265-273 [in Russian].
11. Trubitsyn, A.A. et al. (2016). Formirovaniye sistemy avtomatizirovannogo kontrolya pylevzryvobezopasnosti gornykh vyrabotok ugol'nykh shakht [Formation of an automated control system for dust and explosion safety in coal mine workings]. Vestnik nauchnogo tsentra po bezopasnosti rabot v ugolnoi promyshlennosti - Herald of Safety in Mining Industry Scientific Center, 4, 6-14 [in Russian].
12. Klimkin, V.I. et al. (2013). Issledovaniya v oblasti pozharnoy bezopasnosti i metrologicheskikh kharakteristik statsionar-nykh izmeriteley kontsentratsii pozharovzryvoopasnykh i vrednykh ugol'nykh aerozoley: otchet o NIR (Zaklyucheniye) [Research in the field of fire safety and metrological characteristics of stationary meters for the concentration of fire and explosion hazardous and harmful coal aerosols: research report (Conclusion)]. Balashokha: FGBU All-Russian Research Institute of Fire Protection [in Russian].
13. Yermakov, A.Yu. et al. (2013). Razrabotat' kontseptsiyu (programmu) vnedreniya sistemy ucheta individual'noy pyle-voy nagruzki rabotnikov vrednykh proizvodstv shakhty s tsel'yu minimizatsii regressnykh iskov [To develop a concept (program) for the implementation of a system for accounting the workers' individual dust load in hazardous mine operations in order to minimize regression claims]. Prokopievsk: Institut SibNIIugleobogashcheniye [in Russian].
14. Romanchenko, S.B., Timchenko, A.N., et al. (2016). Kompleksnoye obespylivaniye [Complex dust control]. Moscow: Gornoie delo [in Russian].
15. Romanchenko, S.B., Kosterenko, V.N. & Timchenko, A.N. (2015). Sravnitel'nyye ispytaniya statsionarnykh i pereno-snykh izmeriteley kontsentratsii pyli [Comparative tests of stationary and portable dust concentration meters]. Gorny informatsionno-analiticheskii biulleten - Mining Informational Analytical Bulletin,11 [in Russian].
