Назначение
Система автоматизированная аэрогазового контроля ООО ОАО «Распадская» (в дальнейшем - АС АГК) предназначена для измерения и контроля параметров рудничной атмосферы и горно-шахтного оборудования, управления установками и оборудованием для поддержания безопасного аэрогазового режима в горных выработках, а также передачи информации на диспетчерский пункт для ее отображения, хранения и анализа в целях обеспечения безопасности горных работ.
Область применения АС АГК - подземные выработки угольной шахты ОАО «Распадская», стационарные вентиляционные установки, передвижные дегазационные установки и другие объекты шахты, на которые распространяются требования ПБ 05-618-03 «Правила безопасности в угольных шахтах» в части проведения АГК и РД-15-06-2006 «Методические рекомендации о порядке проведения аэрогазового контроля в угольных шахтах».
Описание
Принцип действия АС АГК основан на преобразовании параметров рудничной атмосферы с помощью датчиков в электрические сигналы (в виде напряжения 0,4+2 В), передачи этих сигналов по проводным линиям связи, измерении этих сигналов контроллерами и анализе измеренных значений (сравнение с заданными допустимыми значениями -уставками) с целью выработки аварийных сигналов и сигналов управления шахтным оборудованием, обеспечивающим поддержание безопасного аэрогазового режима в горных выработках. В качестве контроллеров используются контроллеры измерительные технологического оборудования Granch SBTC2 (Номер в Государственном реестре средств измерений 28693-08).
Контроллеры через маршрутизаторы передают данные об измеренных параметрах на верхний уровень, состоящий из сервера, АРМ инженера-оператора АГК и АРМ администратора системы (в дальнейшем - администратора), собранных на основе персональных компьютеров. Протокол связи между контроллерами и маршрутизаторами и между маршрутизаторами описан в руководстве по эксплуатации на систему автоматизированную аэрогазового контроля ОАО «Распадская». Обмен информацией между маршрутизаторами и серверами и АРМ - по локальной сети с интерфейсом Ethernet IEEE 802.3.
АС АГК обеспечивает возможность подключения устройств связи, управления оборудованием, оповещения, сигнализации и наблюдения шахты по линиям связи с протоколом связи, описание которого приведено в руководстве по эксплуатации на систему автоматизированную аэрогазового контроля ОАО «Распадская», для обмена информацией по каналам передачи данных АС АГК.
Конфигурирование АС АГК и настройка на работу в конкретных условиях осуществляется программным путем при настройке контроллеров, а также с АРМ администратора. Соединение кабельной сети осуществляется с помощью соединительных устройств и муфт. При отключении сети переменного тока основного питания АС АГК автоматически переходит на резервное питание от блоков автономного питания.
АС АГК включает измерительные каналы для измерения объемной доли метана (СНд), объемной доли оксида углерода (СО) и скорости воздушного потока.
АС АГК обеспечивает:
• измерение параметров рудничной атмосферы по измерительным каналам;
• сбор информации о состоянии шахтных объектов (оборудования);
• маршрутизацию и обмен информацией по каналам связи;
• выдачу управляющих команд на шахтные объекты (оборудование) при заданных значениях измеряемых или контролируемых параметров, с возможностью установления приоритета управляющим сигналам от автоматизированного рабочего места (АРМ) инженера-оператора;
• отображение на АРМ инженера-оператора (журнал инженера-оператора) информации о контролируемых параметрах, работе технологического оборудования, результатах тестирования и выявленных неисправностях технических средств оператора в соответствии с требованиями РД-15-06-2006;
• хранение собранной информации на подземных и наземных вычислительных устройствах (серверах) и вывод текущей и архивной информации на бумажный носитель;
• формирование отчетов в электронном и бумажном виде о контролируемых и измеряемых параметрах, выявленных неисправностях и нештатных ситуациях.
АС АГК обеспечивает возможность определения следующих неисправностей технических средств:
• отказы датчиков;
• выход сигнала от датчика за пределы диапазона измеряемых значений;
• короткое замыкание или обрыв линии питания датчиков и подземных устройств контроля и управления;
• короткое замыкание или обрыв линии передачи данных между датчиками и подземными устройствами контроля и управления, между подземными устройствами контроля и управления и наземными устройствами сбора и обработки информации
В составе измерительных каналов АС АГК используются датчики, указанные в таблице 1.
Таблица 1. Датчики, используемые в основных измерительных каналах АС АГК
| Тип | Номер в Г осу дарственном реестре средств измерений |
| Датчики объемной доли метана |
| ТХ 6363, ТХ 6383 | 27191-04 |
| ДМС01 | 21073-01 |
| Датчики объемной доли оксида углерода |
| СДОУ 01 | 25650-03 |
| Датчики скорости и расхода газового потока |
| СДСВ 01 | 22814-02 |
Технические характеристики
• Диапазон измерения объемной доли метана не менее чем от 0 до 2,5 % объемной доли метана в воздухе.
• Пределы допускаемых абсолютных погрешностей измерения объемной доли метана в зависимости от типа применяемого датчика - не более приведенных в таблице 2.
Таблица 2. Пределы допускаемых абсолютных погрешностей измерительных каналов объемной доли метана
| Тип датчика | ТХ 6363 (ТХ6383) | ДМС01 |
| Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности | ±0,15 % | ± 0,21 % |
| Пределы допускаемой дополнительной абсолютной погрешности при отклонении температуры окружающей среды от нормальной области значений в рабочих условиях эксплуатации на каждые 10°С | ±0,15 % | ± 0,2 % |
| Пределы допускаемой дополнительной абсолютной погрешности при отклонении атмосферного давления от нормальной области значений в рабочих условиях эксплуатации | — | ± 0,1 % |
| Пределы допускаемой дополнительной абсолютной погрешности при отклонении относительной влажности анализируемой среды от нормальной области значений в рабочих условиях эксплуатации | — | ± 0,2 % |
• Время срабатывания автоматической газовой защиты по метану - не более 15 с.
• Диапазон измерения объемной доли оксида углерода от 0 до 50 ppm.
• Пределы допускаемых абсолютных погрешностей измерения объемной доли оксида углерода - не более приведенных в таблице 3.
Таблица 3. Пределы допускаемых абсолютных погрешностей измерительных каналов объемной доли оксида углерода
| Вид погрешности | Значение, ppm |
| Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности | ±(3,1+0,1*Свх) |
| Пределы допускаемой дополнительной абсолютной погрешности при отклонении температуры окружающей среды от нормальной области значений в рабочих условиях эксплуатации на каждые 10 °C | ± (2,4+0,08*Свх) |
| Пределы допускаемой дополнительной абсолютной погрешности при отклонении атмосферного давления от нормальной области значений в рабочих условиях эксплуатации | ± (1,2+0,04*Свх) |
| Пределы допускаемой дополнительной абсолютной погрешности при отклонении относительной влажности анализируемой среды от нормальной области значений в рабочих условиях эксплуатации | ± (1,5+О,О5*Свх) |
| Примечание - Свх - измеряемая объемная доля оксида углерода, ppm. |
• Диапазоны измерения скорости воздушного потока от 0,1 до 30 м/с.
• Пределы допускаемых абсолютных погрешностей измерения скорости воздушного потока -не более приведенных в таблице 4.
Таблица 4. Пределы допускаемых абсолютных погрешностей измерительных каналов скорости воздушного потока.
| Вид погрешности | Значение, м/с |
| Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности | ± (0,2 + 0,02VBX) |
| Пределы допускаемой дополнительной абсолютной погрешности при отклонении температуры окружающей среды от нормальной области значений в рабочих условиях эксплуатации на каждые 10 °C | ±(0,1 +0,01VBX) |
| Пределы допускаемой дополнительной абсолютной погрешности при отклонении относительной влажности от нормальной области значений в рабочих условиях эксплуатации | ± (0,1 + 0,01VBX) |
| Примечание - VBX - измеряемая скорость воздушного потока, м/с. |
• АС АГК допускает увеличение числа измерительных каналов за счет введения в эксплуатацию новых каналов, однотипных используемым.
• Максимальное количество каналов обслуживаемых одним контроллером, составляет:
48 измерительных, либо 80 входных логических, либо 48 выходных управляющих, а также 1 канал передачи данных с интерфейсом Ethernet.
• Максимальное количество измерительных контролеров или маршрутизаторов, подключаемых к одному маршрутизатору - 12.
• Длительность цикла автоматического опроса всех измерительных каналов - не более 1,0 с.
• Задержка изменения состояния канала коммутации при достижении аварийных значений контролируемых параметров или отказе датчиков основных измерительных каналов, приводящих к блокированию производственной деятельности (задержка времени срабатывания АС АГК), - не более 0,1 с.
• Максимальная длина проводных линий связи между датчиками и контроллерами, проложенных шахтным телефонным кабелем типа ТППШВ 2x5x0,64 или ТППШВ 2x10x0,64 не менее 4000 метров.
• Время хранения измерительными контроллерами информации об измерениях по всем измерительным каналам - не менее 36 часов, а в наземных вычислительных устройствах (серверах) - не менее 1 года.
• Максимальное значение времени цикла опроса измерительных контроллеров сервером (АРМ) не должно превышать 100 с.
• Нормальные области значений климатических влияющих факторов:
- температура окружающей среды от (20±5)°С;
- относительная влажность воздуха от 30 % до 60 % при 20 °C;
- атмосферное давление (101,3 ± 3,3) кПа [(760 ± 25) мм. рт. ст].
• Рабочие условия эксплуатации составных частей АС АГК, за исключением датчиков:
- температура окружающей среды - от 0°С до 40°С;
- относительная влажность воздуха - не более 98 % при 20 °C;
- атмосферное давление - от 84 кПа до 106,7 кПа.
• Датчики устойчивы к климатическим воздействиям, указанным в их эксплуатационной документации.
• Степень защиты составных частей АС АГК от проникновения пыли, посторонних тел и воды по ГОСТ 14254 не менее IP 54.
• Электропитание подземной части АС АГК осуществляется от сети переменного тока частотой (50±1) Гц напряжением от 30 В до 150В или источника питания постоянного тока с напряжением (12 ±2) В.
• Электропитание наземной части АС АГК осуществляется от сети переменного тока частотой (50±1) Гц напряжением от 187 В до 242 В.
• Подземная часть АС АГК сохраняет свои технические и метрологическтие характекристики при отключении сети переменного тока не менее 16 часов.
• Потребляемая мощность АС АГК:
- контроллера - не более 150 Вт;
- других составных частей - не более значений, указанных в их эксплуатационной документации.
• Средний срок службы АС АГК, за исключением датчиков, 5 лет с учетом проведения регламентных восстановительных работ.
• Средний срок службы датчиков соответствует значению, указанному в их эксплуатационной документации.
• Средняя наработка на отказ должна быть не менее 9000 часов.
• Значения масс составных частей АС АГК определяются их типами и должны быть не более масс, указанных в их эксплуатационной документации.
• Габаритные размеры составных частей АС АГК определяются их типами и должны быть не более габаритных размеров, указанных в их эксплуатационной документации.
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа наносится на титульный лист руководства по эксплуатации на систему автоматизированная аэрогазового контроля ОАО «Распадская».
Комплектность
В состав комплекта поставки АС АГК входит:
| Наименование | Обозначение | Кол-во | Прим. |
| Автоматизированное рабочее место инженера-оператора | | 5 | |
| Сервер (основной и резервный) | | 2 | |
| Коммутатор для сети Ethernet | | 1 | |
| Принтер | | 1 | |
| Устройство бесперебойного питания | | 4 | |
| Искрозащитные барьеры BNI | МКВЕ. ЭОЗЗ-14-02 | 48 | |
| Контроллер технологического оборудования Granch SBTC2-PB для маршрутизатора подземного | МКВЕ.468364.001 | И | |
| Контроллер технологического оборудования Granch SBTC2 для маршрутизатора наземного | МКВЕ.468364.001 | 4 | |
| Контроллер измерительный технологического оборудования Granch SBTC2-PB | МКВЕ.468364.001 | 77 | |
| Датчик концентрации горючих газов ТХ 6363 | | 13 | |
| Датчик метана стационарный ДМС 01 | ДМС 01.00.000 | 174 | |
| Датчики стационарные оксида углерода СДОУ 01 | РЭ 4215-007-44645436-00 | 51 | |
| Измеритель скорости воздушного потока СДСВ 01 | РЭ 4213-002-4465436-04 | 70 | |
| Блок сигнализации серии ТХ6831 | | 5 | |
| Блок автономного питания внешний | | 10 | |
| Устройство соединительное | | 20 | |
| Муфта соединительная | | 45 | |
| Комплект кабелей | | 1 комп. | 1 |
| Система автоматизированная аэрогазового контроля ОАО «Распадская». Руководство по эксплуатации | | 1 | |
| Система автоматизированная аэрогазового контроля ОАО «Распадская». Методика поверки. | | 1 | |
| Примечание 1: Состав комплекта - в соответствии с проектом системы аэрогазового контроля в горных выработках ОАО «Распадская». |
Поверка
Поверка АС АГК осуществляется в соответствии с «Система автоматизированная аэрогазового контроля ОАО «Распадская». Методика поверки», согласованной ФГУП «СНИИМ» в сентябре 2008 г.
Межповерочный интервал - один год.
Поверка измерительных компонентов основных измерительных каналов осуществляется по следующим методикам:
• Granch SBTC2 - МКВЕ. 468364.001Д2 «Измерительный контроллер технологического оборудования Granch SBTC2. Методика поверки»;
• ТХ 6363 - «Датчики концентрации горючих газов ТХ 6363 и ТХ 6383. Методика поверки» (приложение А к Руководству по эксплуатации);
• ДМС 01 - ДМС 01.00.000 ДЛ «Датчики метана стационарные ДМС 01. Методика поверки»;
• СДОУ-01 - «Датчики оксида углерода стационарные С ДОУ 01. Методика поверки»;
• СДСВ 01 - «Измерители скорости воздушного потока СДСВ 01. Методика поверки», приложение А к Руководству по эксплуатации.
Нормативно-технические документы
ГОСТ Р 51330.0-99 «Электрооборудование взрывозащищенное. Часть 0. Общие требования»;
ГОСТ Р 8.596-2002 «ГСИ. Метрологическое обеспечение измерительных систем. Основные положения».
Проект системы аэрогазового контроля в горных выработках ОАО «Распадская».
Заключение
Тип «Система автоматизированная аэрогазового контроля ОАО «Распадская» утвержден с техническими и метрологическими характеристиками, приведенными в настоящем описании типа, метрологически обеспечен при выпуске из производства и в эксплуатации
