Контроль температуры повдоль конвейеров угольных шахт
Как понятно, добыча угля в подземных выработках является одним из самых небезопасных производств. Раз в год в Рф происходят 10-ки больших аварий в угольных шахтах, уносящие сотки жизней. Выходит из строя дорогостоящее оборудование, шахты терпят большие убытки вследствие принужденного простоя. С каждым годом больше внимания уделяется увеличению безопасности работы в шахтах. Вводятся в действие новые нормативные документы, ужесточающие требования к условиям работы, применяемому оборудованию, системам контроля и диагностики. Сами шахты обязаны выделять значимые деньги на обеспечение неопасной работы.
То же происходит и в других странах. Так в Китае, где в 2004 году погибли более 6000 шахтеров, правительство выделило в 2005 году на обеспечение безопасности 362 миллиона баксов США. Всего же по оценке китайских профессионалов на модернизацию угольных компаний Китая требуется 6 млрд баксов США. Глобальная статистика свидетельствует, что 70 … 80% аварий на угольных шахтах происходит из-за взрыва рудничного газа, или угольной пыли. Зачинателем взрыва является или открытый огнь, или высочайшая температура, к примеру, сам уголь, если он склонен к самовоспламенению. Данные об катастрофах в Рф свидетельствуют о том, что до 70% пожаров и взрывов, возникающих в угольных шахтах, происходят в выработках, оборудованных ленточными конвейерами из-за возгорания ленточного полотна (доклад директора ФГУП Рос НИИ ГД Федоровича А.Г.).
Основными причинами возникновения мест локального перегрева ленточных конвейеров являются: заклинивание ролика вследствие поломки подшипников ролика, попадание породы в зазор меж поверхностью ролика и конструктивным элементом сборочного потока, трение ленты.
В связи с тем, что предупредить стопроцентно возможность заедания роликов конвейеров в критериях угольных шахт нереально, животрепещущей является задачка неизменного контроля за температурой роликов, ленточного полотна, др. устройств и воздуха.
Постановлением Госгортехнадзора РФ от 05.06.2003 г. № 50 утверждены новые «правила безопасности в угольных шахтах», в каких в разделе, посвященном противопожарной защите шахты говорится: «…на новых, реконструируемых и действующих шахтах нужно применение автоматических средств обнаружения исходных стадий подземных пожаров, … , средств контроля нагрева узлов ленточных конвейеров на всем протяжении, …».
Невзирая на кажущуюся простоту, неувязка контроля за превышением температуры повдоль шахтных ленточных конвейеров является довольно сложной и в текущее время не решена.
Чем обоснована сложность решаемой задачки:
- большая протяженность полосы контроля (длина сборочного потока может превосходить 2 км),
- огромное количество точек контроля – до 15 000,
- томные условия эксплуатации: вибрация, угольная пыль, возможность резкого роста температуры,
- система должна просто устанавливаться и демонтироваться в критериях шахты,
- система обязана иметь низкую цена в расчете на одну точку контроля,
- система обязана иметь возможность индикации места превышения температуры,
- конструкция системы, в том числе температурных датчиков должна обеспечивать возможность ее сертификации на взрывобезопасность в рудничных критериях,
- система должна быть ремонтопригодной в критериях шахты.
В безупречном варианте извещатель (система) обязан иметь модульную разветвленную структуру, которая позволяет просто его монтировать и демонтировать, увеличивать, добавлять дополнительные модули.
Извещатель обязан иметь последующие функции:
1) измерение абсолютной температуры в подходящих точках повдоль шахты с выводом инфы на поверхность диспетчеру шахты, также (или) на ближний контроллер сбора инфы;
2) контроль за превышением температуры в точках вероятного ее увеличения (к примеру, ролики сборочного потока, эл. движки, барабаны и т.д.) с выдачей местного светового сигнала и сигнала по полосы связи в ближний контроллер либо диспетчеру о месте превышения температуры;
3) контроль за средней температурой и скоростью конфигурации средней температуры повдоль участков сборочного потока с выдачей сигнала по полосы связи о месте вероятной аварии.
В то же время извещатель не должен быть очень дорогим.
Ни одна из имеющихся на сегодня систем контроля не
может делать эти три функции. Применение же в шахте вместе разных систем затруднено их несовместимостью, необходимостью проведения дополнительных работ по монтажу и большой общей ценой оборудования.
Неувязкой ранешнего обнаружения пожара повдоль протяженных ленточных конвейеров способом контроля температуры занимаются довольно много компаний в мире. Но ни один из товаров, предлагаемых на сегодня, нельзя считать стопроцентно удовлетворяющим имеющимся требованиям.
Все имеющиеся на сегодня так именуемые линейные термические детекторы можно поделить по принципу деяния на три группы:
- газовые;
- оптические;
- электрические.
Газовые детекторы представляют из себя длинноватую трубку, заполненную сжатым газом и блок пневмоэлектропреобразователя. При повышении температуры повышение давления газа в трубке преобразовывается в электронный сигнал, пропорциональный средней температуре газонаполненной трубки детектора. Есть детекторы с газонаполненной трубкой, сделанной из легкоплавкого материала, температура плавления которого соответствует нужной температуре срабатывания. При локальном перегреве такового детектора происходит резкое падение давления в трубке, а преобразователь производит сигнал «Авария». Один из таких детекторов – Transsafe ADW 511 делает австрийская компания Schrack Seconet.
Вместе с явными преимуществами: контроль усредненной температуры и локального перегрева, относительная простота термочувствительного элемента данные линейные термические детекторы владеют рядом суровых недочетов:
- полная неремонтнопригодность в критериях шахты;
- маленькая вероятная длина детектора – 20 … 130 м;
- необходимость обеспечения очень неплохого термического контакта детектора к местам вероятного локального перегрева из-за наличия эффекта «растекания температуры» по трубке детектора;
- неудобство монтажа.
Главным элементом всех оптических линейных температурных детекторов является волоконно-оптический кабель.
Так компания Neola corporation предлагает извещатель Liner heat detection with optical fibres, состоящий из плавкого оптоволоконного кабеля и контроллера. При превышении температуры в какой-нибудь точке кабеля, он начинает расплавляться, а интенсивность прошедшего по кабелю света понижается. Таковой линейный детектор обладает малой инерционностью и служит только для сигнализации о перегреве в некий точке по полосы контроля. Компания предлагает использовать маленькие отрезки кабеля, соединяя их в систему контроля.
Недочеты:
- кабель – разовый (неремонтопригодный);
- низкая функциональность системы (только контроль за локальным перегревом).
Tyco Safety Products делает волоконнооптический термокабель MXF100. Данный кабель позволяет определять температуру на длине 2 км с пространственным разрешением 1,25 м. Работает кабель с довольно сложным и дорогим электрическим блоком, включающим в себя блок питания, лазер, фотоприемник, контроллер с экраном. Блок электроники устанавливается в шахте в конкретной близости от сборочного потока.
Спектр контролируемой температуры – -40…+90°С.
Напряжение питания – 220 В.
Потребляемая мощность – 200 Вт.
Недочеты:
- неудобство в монтаже
кабель- цельный, имеющий длину более 1 км, «нетерпящий» перегибов на радиус наименее 0,5 м;
- неремонтопригодность в критериях шахты;
- высочайшая цена системы контроля;
- невозможность контроля определенных маленьких объектов (к примеру: роликов, электродвигателей, редукторов и т.д.).
Более обширно всераспространенными являются электрические линейные термические детекторы.
Так, известные в области пожарной техники, компании: Fenwal Protection systems (Англия) и Kidde Fire Sistems (Канада) изготавливают линейный термический детектор LHS, представляющий из себя кабель, состоящий из пары упругих железных, покрытых медью, проволок, переплетенных меж собой по всей длине кабеля с за ранее нанесенной на их термочувствительной диэлектрической пленкой. При нагреве кабеля в некий точке выше температуры плавления термочувствительного материала, проволоки замыкаются меж собой. Подключаемый к кабелю прибор может регистрировать не только лишь факт перегрева, да и, измеряя сопротивление, определять расстояние до места превышения температуры.
Достоинства такового кабеля: относительно низкая цена, удобство монтажа, простота в обслуживании.
Недочеты:
- низкая функциональность (работа исключительно в качестве сигнализатора о превышении температуры в какой-нибудь точке);
- не
