Аппаратура мониторинга плавности движения подъемного сосуда и аварийно-ремонтной сигнализации Sluch

При эксплуатации шахтных стволов нередко случаются ситуации, когда за сутки от осмотра до осмотра значительно меняются параметры проводников, что в свою очередь ведёт к аварийным остановам подъема. В настоящий момент состояние армировки шахтного ствола контролируется посредством периодической маркшейдерской съемки геометрических размеров проводников и осмотров шахтного ствола, которые осуществляются ежедневно. Прерывистость сбора информации, проведение работ вручную, немалые трудозатраты на выполнение контроля, невыполнимость получения точной информации о состоянии всех элементов армировки. Тщательная и надёжная оценка состояния системы «подъемный сосуд-жесткая армировка» может быть реализована путём осуществления непрерывного контроля значений, которые дают характеристику процессу взаимодествия роликоопор подъемного сосуда и предохранительных башмаков с шахтными направляющими проводниками.

Определяющие  техническое состояние системы «подъемный сосуд-жёсткая армировка» параметры: ускорения подъемного сосуда в горизонтальной плоскости, значения которых размеренно увеличиваются при развитии дефектов, превышая граничные значения, определённые экспериментально. В ходе работы подъемной установки в шахтном стволе скипы контактируют с проводниками. Этот контакт часто динамичный. Временами скипы ударяются о проводники в лобовых и боковых направлениях. Динамическое взаимодействие подъёмного сосуда с направляющими проводниками вызывает отклонение проводников от вертикали, криволинейность проводников, расширения и сужения колеи, изъяны стыков проводников, ставшие следствием следующих негативных непредусмотренных факторов: сильной деформацией вмещающего породного массива, температурными нагрузками, вызванными нарушение теплового режима стволов, увеличенной агрессивностью атмосферы шахтных стволов, постоянным техническим изнашиванием элементов крепи и армировки ствола в комбинации с действием эксплуатационных нагрузок.

Согласно пункту 111 Правил безопасности при ведении горных работ и переработке твердых полезных ископаемых Российской Федерации «Крепь и армировка вертикальных и наклонных стволов шахт, служащих для спуска, подъема людей и грузов, должны осматриваться ежесуточно специально назначенными лицами. Порядок и периодичность осмотров крепи и армировки вертикальных стволов, оборудованных системами непрерывного контроля (мониторинга) плавности движения скипов и противовесов, устанавливаются техническим руководителем шахты, но не реже 1 раза в неделю. Результаты непрерывного контроля должны анализироваться ежемесячно специально назначенными лицами».

Другими словами, системы непрерывного контроля (мониторинга) плавности движения скипов позволяют на законных основаниях увеличить производительность скипового подъема за счет сокращения времени на проведение ремонтно-ревизионных работ и, одновременно с этим, обеспечить специалистов данными о величине динамического взаимодействия подъемного сосуда с жесткими направляющими ствола, которые определяют наиболее вероятные места дефектов, таких как отклонение проводников от вертикали, некачественные стыки проводников, их криволинейность и т.п.

Основные преимущества аппаратуры мониторинга движения плавности скипов Sluch:

• непрерывный сбор данных о характере движения подъемного сосуда при работе подъемной установки в добычные смены;
• определение мест, обязательных для детального обследования персоналом при выполнении ремонтно-ревизионных работ;
• высокоскоростной беспроводной канал связи «подъёмный сосуд – машинное здание» на глубину не менее 1000м при ограниченной излучаемой мощности и наличии большого количества металлических конструкций в стволе;
• низкое энергопотребление оборудования, размещаемого на подъёмном сосуде, и достаточно большое время автономной работы при минимальных размерах автономного источника питания;
• работа на объектах, опасных по рудничному газу и (или) угольной пыли;
• надёжная работа при высокой влажности или запылённости в стволе, а так же наличии агрессивных веществ в составе пыли или влаги;
• ограниченное свободное пространство на подъёмном сосуде, необходимое для размещения оборудования;
• обеспечение передачи с подъемного сосуда вспомогательной информации, необходимой Заказчику;
• возможность работы в стволе нескольких комплектов.

В состав всех исполнений Аппаратуры мониторинга плавности движения подъемного сосуда входят следующие устройства:

• станция машинного отделения (СМО) — 1 шт;
• выносной пульт машиниста (ВПМ) — 1 шт;
• устройство визуализации данных — 1 шт;
• приёмопередатчик стационарный (ППС) — 1 шт;
• приёмопередатчик подъёмного сосуда (ПППС) — 1 или 2 шт;
• блок обработки подъёмного сосуда (БОПС) — 1 или 2 шт;
• источник автономного питания — 2 или 4 шт;
• зарядное устройство — 1 или 2 шт;
• пульт управления мобильный с функцией речевых переговоров —
• датчики контроля горизонтальных ускорений подъёмного сосуда;
• датчики угла наклона подъёмного сосуда;
• датчик положения сосуда в стволе.

Дополнительно могут входить следующие устройства:

• датчики по запросу Заказчика.

Выполняемые функции

При использовании аппаратуры в качестве устройства мониторинга движения подъёмного сосуда по стволу выполняются следующие функции:

• измерение величины и направления линейных ускорений подъёмного сосуда во время движения по стволу и передачу измеренных значений на вычислительный комплекс на поверхности в режиме реального времени;
• измерение величины угла отклонения от вертикальной оси подъёмного сосуда во время движения
• и передачу измеренных значений на вычислительный комплекс на поверхности в режиме реального времени;
• вычисление по данным датчика (абсолютного энкодера) или приём данных из схемы управления подъёмной машиной по цифровым каналам связи информации о местоположения подъёмного сосуда в стволе;
• обработку полученных результатов с привязкой значений ускорений и углов наклона к местоположению подъёмного сосуда в стволе с построением графиков и диаграмм;
• формирование предупреждающих сообщений и блокирующих сигналов в систему управления подъёмной машиной и на устройство визуализации;
• создание базы данных для проведения анализа результатов мониторинга.

Аппаратура выполняет следующие функции аварийно-ремонтной сигнализации:

• контроль состояния датчиков напуска или натяжения каната, а так же других датчиков, установленных на подъёмном сосуде (положения клетьевых стопоров, дверей, затвора скипа и др.);
• двухстороннюю речевую связь между машинистом подъема и персоналом, находящимся на крыше подъёмного сосуда при проведении ревизионных и ремонтных работ в стволе;
• подачу кодовых одноударных сигналов с подъёмного сосуда для формирования ходовой команды и разрешающего движение сосуда сигнала для использования в схеме управления подъёмной машины;
• передачу персоналом, находящимся на подъемном сосуде при ремонте или осмотре ствола, команд «Аварийный стоп» и «Блокировка» и формирование соответствующих сигналов для использования в схеме управления подъемной машины;

Во всех режимах работы аппаратура позволяет осуществлять:

• непрерывный контроль уровня заряда источника автономного питания;
• непрерывный контроль состояния всех составных элементов системы с выдачей сообщений о наличии неисправностей на устройство визуализации;
• ведение архива данных мониторинга, состояния оборудования, поданных ходовых команд и состояния датчиков.

Аппаратура имеет аудио выход для подключения к устройству записи переговоров.
Аппаратура позволяет осуществлять конфигурирование системы непосредственно с устройства визуализации без переустановки программного обеспечения.

Условия эксплуатации и основные технические характеристики:

• район применения — УХЛ, категория применения по ГОСТ 15150-69: 1,4, 5
• температура окружающей среды: от -40°С до +40°С
• допустимая запыленность воздуха: до 2500 мг/м³
• допустимая относительная влажность воздуха (при 25 °С): до 100 %
• номинальное напряжение питания: 220 В АС, 12 В DС
• диапазон рабочих частот: 2,4002…2,4785 ГГц
• максимальная излучаемая мощность приёмопередатчика: 100 мВт
• чувствительность приёмника: -106 дБм
• дальность передачи при скорости в радиоканале 125 кбит/с: не менее 1000 м
• степень защиты оболочкой: IР65
• время автономной работы на полностью заряженной батарее: не менее 96 час
• диапазон измерений линейного ускорения: ±14g
• диапазон измерений угла наклона: ±15°