CC BY
56
УДК 622.4 : 53.087
ШАХТНЫЕ ИСПЫТАНИЯ АНЕМОМЕТРА РУДНИЧНОГО ПОРТАТИВНОГО АР-П
В статье приведены результаты шахтных испытаний анемометра АР-П в условиях шахты ОАО «Шахта Заречная»
Ключевые слова: АНЕМОМЕТР РУДНИЧНЫЙ ПОРТАТИВНЫЙ, ИЗМЕРЕНИЯ, ГАЗОВОЗДУШНЫЙ ПОТОК, ШАХТНЫЕ ИСПАТАНИЯ, ПОГРЕШНОСТЬ, ДИСПЕРСНЫЙ СОСТАВ, ВЛАЖНОСТЬ, ВЛИЯНИЕ
Возрастающие требования к качеству контроля аэрогазодинамических процессов в шахтах приводят к необходимости использования все более совершенных приборов измерения скоростей и расходов газовоздушных потоков. Применяемые в настоящее время анемометры для эпизодического контроля расхода воздуха в шахтах, а также датчики скорости движения воздуха, входящие в системы непрерывного контроля проветривания выработок, и их метрологическое обеспечение не в состоянии полностью удовлетворить современным требованиям правил безопасности, метрологии и обеспечить должный уровень контроля состояния рудничной атмосферы.
Основным прибором контроля скоростей газовоздушных потоков на шахтах в угольной промышленности по сей день остаются тахометриче-ские анемометры АПР-2, имеющие чувствительный элемент в виде преобразователя типа А-2 и регистрирующий прибор - микропроцессор. В основу работы положен принцип тахометрии, т. е. вращение крыльчатки. Прибор имеет диапазон измерений от 0,1 до 20 м/с, при этом погрешность измерения в идеальных условиях не превышает 2,58%. Основным недостатком этого анемометра является влияние на точность измерения твердых взвешенных частиц, содержащихся в воздухе, и влажность воздушного потока. Кроме того, возможности измерения ограничены пределами 0,15-20 м/с, т.к. погрешность измерения за указанными пределами резко возрас-
тает. Среди недостатков известного анемометра следует отметить также отсутствие информации о направлении воздушного потока и базы по их ремонту и метрологическому обеспечению.
Для устранения этих недостатков в ООО «Горный-ЦОТ» (г. Кемерово) был создан анемометр рудничный портативный АР-П, предназначенный для измерения скорости воздушного потока при технологическом контроле систем кондиционирования,
вентиляционных систем и объектов различного назначения. Принцип действия анемометра основан на регистрации перепада давления воздушного потока, создаваемого сужающим устройством,
установленным в трубе.
Конструктивно данный принцип реализован с помощью двух датчиков расхода газа. Для достижения максимального диапазона
измерения скорости и расхода воздуха штуцеры двух датчиков расхода газа выполнены с разными диаметрами проходного сечения, что позволяет автоматически регистрировать перепад давления на сужающем устройстве с требуемой точностью. Реализация данного принципа позволила обеспечить диапазон измерения скорости воздушного потока от 0,1 до 35 м/с. Данные с датчиков автоматически обрабатываются процессором, размещенным в корпусе, и выдаются на табло анемометра в виде значения скорости с точностью до двух знаков после запятой. Вывод значений скорости может осуществляться как
Д. С. Хлудов
директор ООО «ВостЭКО»
35
с частотой 5 Гц, так и усредняться по любому интервалу времени в диапазоне от 5 с до 15 мин. Прибор АР-П может применяться в угольной и горнорудной промышленности для измерения скорости воздушного потока в соответствии с требованиями «Правил безопасности в угольных шахтах» [1].
Испытания экспериментального образца анемометра рудничного портативного АР-П (заводской номер 000.001) проводились на ОАО «Шахта Заречная» (табл. 1). Для контроля погрешности измерений использовался тахометрический анемометр АПР-2.
Цель испытаний заключалась в определении работоспособности прибора, определении погрешности при измерении скорости воздушного потока, влияния находящихся в потоке пыли и влажности воздуха на величину погрешности измерений.
Условия испытаний в подготовительных забоях ОАО «Шахта Заречная» были следующие. Вентиляционный штрек № 1103, конвейерный штрек № 1103 по пласту Надбайкаимский проходятся комбайнами П-110-01, температура воздуха в горных выработках составляла 13-140С, влажность воздуха - 90-93%. Конвей-
Таблица 1 - Условия шахтных испытаний прибора измерения скорости воздушного потока АР-П на
ОАО «Шахта Заречная»
№ п/п Наименование пласта, выработки, № лавы Место отбора проб Запыленность воздуха по данным прибора ПКА-01, мг/м3 Температура воздуха, 0С Влажность воздуха, %
1 Надбайкаимский, конвейерный штрек № 1103, вентиляционный штрек № 1103 Место машиниста комбайна 134,7 129,1 152,1 130,9 13-14 90-93
2 30 м от комбайна за ОКВ-7 117,3 102,3 124,1 105,6 13-14 90-93
3 Байкаимский, вентиляционный штрек № 1309, конвейерный штрек № 1309 Место машиниста комбайна 106,3 114,3 111,3 98,5 13-14 90-93
4 30 м от комбайна за ОКВ- 71,8 69,7 78,9 81,1 13-14 90-93
5 Надбайкаимский, Байкаимский, лава № 1109, лава № 1309 Место машиниста комбайна 86,4 79,1 71,6 65,4 13-14 90-93
6 10-15 м от комбайна 104,3 99,4 124,3 128,9 13-14 90-93
7 Место машиниста крепи 62,1 67,8 62,7 64,1 13-14 90-93
8 Сопряжение лавы и конв. штрека 146,1 132,2 138,5 145,6 13-14 90-93
9 Перед ЛТЗ 112,8 101,3 98,1 91,2 11-12 90-93
10 После ЛТЗ 42,4 50,6 54,1 57,9 13-14 90-93
11 Западный вентиляционный наклонный ствол, западный путевой наклонный ствол - 11,1 13,2 10,6 14,9 11-12 97-99
ерный штрек № 1309, вентиляционный штрек № 1309 по пласту Байкаимский проводятся комбайнами КП-21, температура воздуха - 13-140С, влажность воздуха - 90-93%, скорость подвига-ния забоев более 250 м/мес. В лаве № 1109 по пласту Надбайкаимский ведение очистных работ осуществляется комбайном МВ-12 с добычей более 7500 т/сут. и подвиганием лавы более 9,3 м в сутки; в лаве № 1307 по пласту Байкаимский - комбайном EL-3000 с добычей более 9000 т/сут. и подвиганием лавы более 10,5 м в сут. при температуре воздуха 13-14 0С и влажности воздуха 90-93 %. В западном вентиляционном и западном путевом наклонных стволах температура воздуха составляла 11-120С, влажность воздуха - 97-99 %.
Таблица 2 - Шахтные испытания прибора измерения скорости воздушного потока АР-П на ОАО
«Шахта Заречная»
№ п/п Показания АР-П, м/с Показания АПР-2, м/с Абсолютная погрешность, м/с
Пласт Надбайкаимский, вентиляционный штрек № 1109 - 20 м от лавы 1109
1 2,26 2,14 0,21
2 2,17 2,01 0,2
3 1,99 2,16 0,21
4 2,14 2,31 0,22
5 2,02 1,98 0,19
Пласт Надбайкаимский, конвейерный штрек № 1109 - 20 м от лавы 1109
6 1,22 1,25 0,16
7 1,46 1,3 0,17
8 1,52 1,43 0,17
9 1,38 1,29 0,16
10 1,4 1,32 0,17
Пласт Байкаимский, вентиляционный штрек № 1307 - 20 м от лавы 1307
11 2,11 1,88 0,19
12 1,96 1,86 0,19
13 1,81 1,92 0,2
14 1,78 1,94 0,2
15 1,87 1,72 0,19
Пласт Байкаимский, конвейерный штрек № 1307 - 20 м от лавы 1307
16 1,92 1,86 0,19
17 1,78 1,92 0,2
18 1,75 1,78 0,19
19 2,01 1,97 0,2
20 1,94 1,89 0,19
Западный вентиляционный наклонный ствол - устье
21 10,1 10,2 0,61
22 10,2 10,4 0,62
23 13,1 12,2 0,71
Шахтные испытания экспериментального образца рудничного портативного анемометра АР-П проводились в соответствии с «Руководством по эксплуатации...» [2] и «Программой и методикой промышленных испытаний.» [3].
Измерение скорости воздушного потока по сети горных выработок проводилось в соответствии с приложением № 8 к [4] (табл. 2). Для сравнения результатов измерений использовался шахтовый анемометр АПР-2, имеющий свидетельство о госповерке. Продолжительность каждого замера составляла не менее 100 с, количество замеров в каждой точке - не менее 3.
№ п/п Показания АР-П, м/с Показания АПР-2, м/с Абсолютная погрешность, м/с
24 13,2 12,4 0,72
25 12,8 12,6 0,73
Западный путевой наклонный ствол - устье
26 6,89 7,14 0,46
27 7,25 7,3 0,47
28 6,6 7,6 0,48
29 7,45 7,1 0,46
30 7,0 7,4 0,47
Пласт Байкаимский, вентиляционный штрек № 1309 - забой
31 0,55 0,57 0,13
32 0,51 0,51 0,13
33 0,48 0,55 0,13
34 0,51 0,52 0,13
35 0,5 0,54 0,13
Пласт Байкаимский, конвейерный штрек № 1309 - забой
36 0,44 0,39 0,12
37 0,38 0,37 0,12
38 0,44 0,41 0,12
39 0,39 0,34 0,12
40 0,41 0,39 0,12
Пласт Надбайкаимский, вентиляционный штрек № 1103 - забой
41 0,41 0,47 0,12
42 0,57 0,5 0,13
43 0,49 0,46 0,12
44 0,46 0,45 0,12
45 0,48 0,51 0,13
Пласт Надбайкаимский, конвейерный штрек № 1103 - забой
46 0,66 0,64 0,13
47 0,72 0,66 0,13
48 0,61 0,59 0,13
49 0,59 0,64 0,13
50 0,64 0,61 0,13
Выводы
По результатам проведенных шахтных испытаний прибора измерения скорости воздушного потока АР-П установлено следующее:
1. Прибор измерения скорости воздушного потока АР-П соответствует требованиям технической документации: техническим условиям ТУ 4215-002-16713073-07 и «Руководству по эксплуатации...» [2].
2. Установлена возможность измерения прибором АР-П скорости воздушного потока. Случаев отказов в процессе испытаний не выявлено.
3. В результате проведенных испытаний установлено, что вещественный, дисперсный состав пыли и влажность воздуха не влияют на величину погрешности измерений.
4. Погрешность измерений не превышала абсолютную погрешность, заявленную в «Руководстве по эксплуатации анемометра рудничного портативного АР-П» и составляла ±(0,1+0,05^, м/с.
5. Прибор прост в эксплуатации, не требует дополнительного оборудования для проведения измерений.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила безопасности в угольных шахтах». - Серия 05.- Выпуск 40. - М.: ЗАО «Научно-технический центр исследований проблем промышленной безопасности»,2014. - 200 с.
2. Руководство по эксплуатации анемометра рудничного портативного АР-П. - Кемерово, 2014.
3. Программа и методика промышленных испытаний анемометра рудничного портативного АР-П». - Кемерово, 2014.
4. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Инструкция по контролю состава рудничного воздуха, определению газообильности и установлению категорий шахт по метану и/или диоксиду углерода». - Серия 05.- Выпуск 34. - М.: ЗАО «Научно-технический центр исследований проблем промышленной безопасности»,2013. - 64 с.
PORTABLE MINE ANEMOMETER AR-P UNDERGROUND TEST
Khludov D. S., Sergeev O. A., Olennikov S. V., Musinov S. N.
Underground tests results of AR-P instrument in conditions of OAO "Zarechnaya Mine" are described.
Key words: PORTABLE MINE ANEMOMETER, MEASUREMENTS, AIR-GAS STREAM, MINE UNDERGROUND TESTS, ERROR , DISPERSE COMPOSITION , HUMIDITY , INFLUENCE
Хлудов Денис Станиславович e-mail: [email protected]
Сергеев Олег Аркадьевич e-mail: [email protected]
Оленников Сергей Васильевич e-mail: [email protected]
Мусинов Станислав Николаевич e-mail: [email protected]
