CC BY
18
- © Г.Д. Трифанов, А.А. Князев, 2014
УДК 622.673
Г.Д. Трифанов, А.А. Князев
РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ АППАРАТОВ ЗАЩИТЫ ОТ НАПУСКА ПОДЪЕМНОГО КАНАТА В ШАХТНОМ СТВОЛЕ
Приведены результаты промышленных испытаний деформации балок шахтных копров методом тензометрии. Дано описание аппаратуры «Тулым», обеспечивающей контроль натяжения подъемных канатов и защиту от напуска каната в шахтном стволе.
Ключевые слова: шахтная подъемная установка, тензометрия, защита, напуск каната.
Л ля обеспечения безопасной эксплуатации шахтных подъемных установок они оборудованы различными защитными и блокировочными устройствами. Защита от напуска каната в стволе является наиболее ответственной, так как падение подъемных сосудов после образования напуска подъемного каната приводит к его
обрыву и серезным авариям. Вместе с тем выпускаемые промышленностью комплексы аппаратуры «Сигнал-17», «Сигнал-18», «Сигнал-19» и «Сиг-нал-20» не всегда четко определяют ослабление подъемного каната. При-емпередача сигналов с подъемных сосудов по беспроводной связи так же снижает надежность защиты и требует
Рис. 1. Графики изменения натяжения канатов при работе скиповой подъемной установки по результатам тензометрии
02:59.6 03:59.5
Рис. 2. Графики изменения натяжения канатов при загрузке-разгрузке скипов
ежедневной замены источников питания, постоянного контроля работоспособности.
При разработке аппаратуры контроля натяжения подъемных канатов и защиты их от напуска было поставлено условие отсутствия приборов в шахтном стволе. Анализ известных способов и устройств контроля показал, что наиболее подходящим для одноканатных скиповых подъемных установок является контроль дефор-
мации элементов металлического шахтного копра методом тензометрии. Из приведенных на рис. 1. графиков изменения натяжения канатов видно, что полученная методом тензометрии информация полностью соответствует нагрузкам, испытываемым подъемными канатами в процессе работы скиповой подъемной установки. Четко видно изменение натяжения канатов при движении скипов в шахтном стволе, их загрузке и разгрузке.
Технические характеристики аппаратуры «Тулым»
Технические характеристики
Диапазон измерения натяжения каната, кН 500
Минимальное измеряемое натяжение каната, кН 10
Порог срабатывания при ослаблении каната, не менее (% от концевой нагрузки) 30
Порог срабатывания при разгрузке скипа, не более (% от веса скипа) 10
Диапазон рабочих температур электронной части, ^ 0 4- +55
Диапазон рабочих температур тезометрической части, ^ -40 4 +55
Влажность воздуха, % 5 4 -98
Безопасная перегрузка, % 150
Максимальная перегрузка, % 200
На графиках, приведенных на рис. 2 видны колебания сосудов на канате в процессе разгрузки и загрузки.
Анализ графиков деформации несущих балок шахтных копров в районе отклоняющих шкивов трех подъемных установок позволил разработать аппаратуру «Тулым», обеспечивающую постоянный контроль натяжения подъемных канатов, сигнализацию о зависании скипов в разгрузочных кривых и защиту от напуска каната в шахтном стволе.
Аппаратура позволяет определять степень загрузки и разгрузки подъемных сосудов. Информация с аппаратуры «Тулым» может быть передана в регистратор параметров РПУ-03.5 для ее визуализации, архивирования и хранения. Информация с аппаратуры «Тулым» позволяет машинисту подъемной установки следить за натяжением подъемных канатов и контролировать процесс загрузки/разгрузки подъемных сосудов.
В основу работы аппаратуры положен принцип параллельного опроса и преобразования сигналов в цифровой код, а также вычисления фактическо-
го натяжения каната с последующим его сравнением с предельно-допустимыми значениями. Структурная схема приведена на рис. 3.
В процессе работы подъемной установки чувствительные элементы датчиков аппаратуры «Тулым» деформируются вместе с конструкциями копра и формируют сигнал, пропорциональный нагрузкам, возникающим в балках. Характер изменения этого сигнала отражает статическую и динамическую нагрузки на канат. Сигналы получаемые с датчиков деформации, усиливаются и передаются блоком тензоусилителей по линии связи в анализатор натяжения канатов. Анализатор устанавливается в кабине машиниста подъема. В анализатор поступают также дискретные сигналы цепей автоматики подъемной установки от реле пуска машины и реле прихода правого и левого скипов на отметку разгрузки.
Аппаратура работает в режиме реального времени и осуществляет постоянный контроль натяжения канатов. При уменьшении натяжения ка-
Рис. 3. Структурная схема аппаратуры «Тулым» 174
ната опускаемого сосуда до установленного предела срабатывает исполнительное реле. Оно в свою очередь разрывает цепь питания реле предохранительного торможения подъемной установки и накладывается предохранительный тормоз. Управление исполнительным реле запрета пуска машины происходит в том случае, когда подается сигнал на пуск машины при неполной разгрузке сосуда. Аппаратура осуществляет световую сигнализацию на пульте: «Ослабление каната», «Загрузка скипа».
Для исключения ложных срабатываний аппаратуры, предусмотрена процедура тарировки минимальных значений натяжений канатов. Тарировка значений производится нажатием соответствующих кнопок на передней панели шкафа анализатора, при положении порожнего сосуда на отметке стопорения.
На передней панели шкафа анализатора имеются шесть световых индикаторов, информирующих обслуживающий персонал подъемной установки о нормальной работе анализатора и об
уровне натяжения подъемных канатов. Зеленый индикатор горит при нормальной работе канатов. В случае загрузки скипа рудой загорается желтый индикатор. При зависании скипа в стволе возникает ослабление натяжения каната, загорается красный индикатор «Авария» и срабатывает реле защиты.
Для проверки правильности работы аппаратуры «Тулым» на панели вынесены две кнопки проверки, отдельно по каждому канату. При нажатии на кнопку проверки имитируется ослабление натяжения каната путем искусственного разбалансирования тен-зомоста датчика деформации. В этом случае, при исправной работе аппаратуры, загорится индикатор «Авария».
Аппаратура «Тулым» смонтирована на двух скиповых подъемных установках, проходит промышленные испытания с целью выявления возможных неисправностей и исключения ложных срабатываний. После оформления результатов испытаний в установленном порядке будет получено разрешение Ростехнадзора на применение.
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ_
Трифанов Геннадий Дмитриевич - кандидат технических наук, доцент, зав. кафедрой, Князев Александр Александрович - кандидат технических наук, доцент, старший научный сотрудник,
Пермский государственный технический университет, e-mail: [email protected].
UDC 622.673
INTRODUCTION TO THE HOIST CABLE OVERLAP PROTECTION IN THE SHAFT
Trifanov G.D., Candidate of Engineering Sciences, Assistant Professor, Head of Chair, Knyazev A.A., Candidate of Engineering Sciences, Assistant Professor, Senior Researcher, Perm State Technical University, e-mail: [email protected].
The industrial test results of headframe girder deformation using strain measurement method are given. «Tulym» equipment providing the hoist cable strain control and it overlap protection in the shaft is described. Key words: mine hoist, tensometry, protection, cable overlap.
