Назначение
Система автоматизированная аэрогазового контроля ООО «Шахта «Чертинская -Коксовая» (в дальнейшем - АС АГК) предназначена для измерения и контроля параметров рудничной атмосферы, 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 ООО «Шахта «Чертинская - Коксовая», 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 Р Д-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, 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 28693-05).
Контроллеры через маршрутизаторы передают данные об измеренных параметрах на верхний уровень, состоящий из сервера, АРМ инженера-оператора и АРМ администратора, собранных на основе персональных компьютеров. 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 резервное питание от блоков автономного питания.
АС АГК включает измерительные каналы для измерения концентрации метана, концентрации оксида углерода (СО) и скорости воздушного потока (далее - основные измерительные каналы).
АС АГК включает измерительные каналы для измерения температуры и давления (далее - дополнительные измерительные каналы).
АС АГК обеспечивает:
• измерение параметров рудничной атмосферы по основным измерительным каналам;
• контроль параметров по дополнительным 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.
Датчики основных измерительных каналов, входящие в состав АС АГК, указаны в таблице 1.
Таблица 1. Датчики, используемые в основных измерительных каналах АС АГК.
| Тип | Номер в Государственном реестре средств измерений |
| Датчики концентрации метана |
| ИДИ | 28259-04 |
| Датчики концентрации оксида углерода |
| СДОУ 01 | 25650-03 |
| ДОУИ | 33551-06 |
| Датчики (измерители) скорости воздушного потока |
| СДСВ 01 | 22814-02 |
Технические характеристики
• Максимальная измеряемая концентрация метана не менее 2,5 % объемной доли метана в воздухе (далее - % об.).
• Пределы допускаемых абсолютных погрешностей измерения концентрации метана не более приведенных в таблице 2.
Таблица 2. Пределы допускаемых абсолютных погрешностей измерения концентрации метана.
| Вид погрешности | ИДИ |
| Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности | ± 0,25 % об. |
| Пределы допускаемой дополнительной абсолютной погрешности при отклонении температуры окружающей среды от нормальной области значений в рабочих условиях эксплуатации на каждые 10°С | ± 0,2 % об. |
| Пределы допускаемой дополнительной абсолютной погрешности при отклонении атмосферного давления от нормальной области значений в рабочих условиях эксплуатации | ± 0,4 % об. |
• Время срабатывания автоматической газовой защиты по метану не более 15 с.
• Максимальная измеряемая концентрация оксида углерода не менее 50 ppm.
• Пределы допускаемых абсолютных погрешностей измерения концентрации оксида углерода в зависимости от типа применяемого датчика не более приведенных в таблице 3.
• Диапазон 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 3. Пределы допускаемых абсолютных погрешностей измерения концентрации оксида углерода.
| Тип датчика | С ДОУ 01 | ДОУИ |
| Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности | ± (3+0,1 *СВх) ppm | ± (3,5+0,1*Свх) РРт_____ |
| Пределы допускаемой дополнительной абсолютной погрешности при отклонении температуры окружающей среды от нормальной области значений в рабочих условиях эксплуатации на каждые 10°С | ±(2+0,1* Свх) ppm | ± (2,4+0,08*Свх) РРт |
| Пределы допускаемой дополнительной абсолютной погрешности при отклонении атмосферного давления от нормальной области значений в рабочих условиях эксплуатации | ± (1+0,05* Свх) ppm | ± (3,6+0,12*Свх) РРт |
| Пределы допускаемой дополнительной абсолютной погрешности при отклонении относительной влажности анализируемой среды от нормальной области значений в рабочих условиях эксплуатации | ± (1+0,05*Свх) ppm | ± (1,5+0,05*Свх) РРт |
| Примечание: Свх - измеряемая концентрации оксида углерода |
Таблица 4. Пределы допускаемых абсолютных погрешностей измерения скорости воздушного потока.
| Вид погрешности | СДСВ 01 |
| Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности | ± (0,12+0,02V) м/с |
| Пределы допускаемой дополнительной абсолютной погрешности при отклонении температуры окружающей среды от нормальной области значений в рабочих условиях эксплуатации на каждые 10°С | ±(0,06+0,0 IV) м/с |
| Пределы допускаемой дополнительной абсолютной погрешности при отклонении относительной влажности от нормальной области значений в рабочих условиях эксплуатации | ± (0,06+0,0 IV) м/с |
| Примечание: V - измеряемая скорость воздушного потока |
• В основных измерительных каналах АС АГК используются датчики с выходным сигналом в виде напряжения 0,4 2 В.
• В дополнительных измерительных каналах АС АГК используются датчики давления ТХ6143 с выходным сигналом в виде напряжения 0,4 2 В и термопреобразователи
сопротивления ТСМ (50М и 100М, Wioo=l,426O) по ГОСТ 6651.
• Пределы допускаемой приведенной погрешности преобразования сигналов датчиков дополнительных измерительных каналов не более ± 0,3 %.
• АС АГК допускает увеличение числа измерительных каналов за счет введения в эксплуатацию новых каналов, однотипных используемым.
• Максимальное количество измерительных каналов, подключаемых к контроллеру - 32.
• Максимальное количество измерительных контролеров или маршрутизаторов, подключаемых к одному маршрутизатору - 12.
• Максимальное количество каналов:
- измерительных - 272;
- передачи данных - 50;
- входных логических - 272;
- выходных для управления оборудованием - 136.
• 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.
• Основные измерительные каналы АС АГК сохраняют свои метрологические характеристики при петлевом сопротивлении аналоговых линий связи не более 500 Ом.
• Время хранения измерительными контроллерами информации о измерениях по всем измерительным каналам не менее 36 часов, а в наземных вычислительных устройствах (серверах) не менее 1 года.
• АС АГК обеспечивает обмен информацией:
- между измерительными контроллерами и маршрутизатором и между маршрутизаторами по линиям связи с протоколом связи, описание которого приведено в МКВЕ. 466451.007 РЭ «Система автоматизированная аэрогазового контроля ООО «Шахта «Чертинская-Коксовая». Руководство по эксплуатации»;
- между маршрутизаторами и серверами, 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 МКВЕ. 466451.007 РЭ «Система автоматизированная аэрогазового контроля ООО «Шахта «Чертинская-Коксовая». Руководство по эксплуатации» для обмена информацией по каналам передачи данных АС АГК.
• 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 АС АГК предусмотрена возможность изменения интервала циклического опроса измерительных контроллеров сервером (АРМ), при этом максимальное значение времени цикла не должно превышать:
- по основном параметрам (концентрации метана и оксида углерода, скорость воздушного потока) 100с;
- по дополнительным параметрам 5 минут.
• 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].
• Составные части АС АГК, за исключением датчиков, устойчивы к следующим климатическим воздействиям:
- 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:
- наземной части не менее IP 20;
- подземной части не менее IP 54.
• Электропитание АС АГК осуществляется от сети переменного тока частотой (50±1) Гц напряжением от 30 В до 150 В или источника питания постоянного тока с напряжением (12 ±2) В.
• Подземная часть АС АГК сохраняет работоспособность 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 составных частей АС АГК, за исключением датчиков, 5 лет с учетом проведения регламентных восстановительных работ.
• Средний срок службы датчиков соответствует 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 МКВЕ. 466451.007 РЭ.
Комплектность
В состав комплекта поставки АС АГК входит:
| Наименование | Кол-во | Прим. |
| 1 Автоматизированное рабочее место инженера-оператора | 3 | |
| 2 Сервер (основной и резервный) | 2 | |
| 3 Коммутатор для сети Ethernet | 1 | |
| 4 Принтер | 1 | |
| 5 Устройство бесперебойного питания | 4 | |
| 6 Искрозащитные барьеры BNI | 3 | |
| 7 Контроллер технологического оборудования Granch SBTC2-PB для маршрутизатора подземного | 2 | |
| 8 Контроллер измерительный технологического оборудования Granch SBTC2-PB | 17 | |
| 9 Контроллер технологического оборудования Granch SBTC2 для маршрутизатора наземного | 1 | |
| 10 Контроллер измерительный технологического оборудования Granch SBTC2 | 7 | |
| 11 Датчик концентрации метана ИДИ | 73 | Основные измеритель-ные каналы |
| 12 Датчик концентрации оксида углерода СДОУ | 22 |
| 13 Датчик концентрации оксида углерода ДОУИ | 7 |
| 14 Датчик скорости воздушного потока СДСВ | 30 |
| 15 Термопреобразователь сопротивления ТСМ | 8 | Доп. измерительные каналы |
| 16 Датчик давления ТХ6143 | 8 |
| 17 Блок автономного питания внешний | 10 | |
| 18 Устройство соединительное | 8 | |
| 19 Муфта соединительная | 8 | |
| 20 Комплект кабелей | 1 комп. | 1 |
| 21 «Система автоматизированная аэро газового контроля ООО «Шахта «Чертинская - Коксовая». Ведомость эксплуатационных документов» | 1 | |
| 21.1 Документы указанные в п. 21, в том числе «Система автоматизированная аэрогазового контроля ООО «Шахта «Чертинская - Коксовая». Методика поверки» | 1 | |
| Примечание 1: Состав комплекта в соответствии с проектом 14/02-06-ПЧ-ДГЦ. |
Поверка
Поверка АС АГК осуществляется в соответствии с «Система автоматизированная аэрогазового контроля ООО «Шахта «Чертинская - Коксовая». Методика поверки», согласованной ФГУП «СНИИМ» в январе 2008 г.
Межповерочный интервал - один год.
Поверка измерительных компанентов основных измерительных каналов осуществляется по следующим методикам:
• Granch SBTC2 - МКВЕ. 468364.001Д2 «Измерительный контроллер технологического оборудования Granch SBTC2. Методика поверки»;
• ИДИ - «Датчики искробезопасные инфракрасные ИДИ. Методика поверки», приложение А к Руководству по эксплуатации;
• СДОУ-01 - «Датчики оксида углерода стационарные С ДОУ 01. Методика поверки»;
• ДОУИ - МП 242-0416-2006 "Датчики оксида углерода искробезопасные ДОУИ.
Методика поверки" (приложение А к Руководству по эксплуатации);
• 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 14/02-06-ПЧ-ДГЦ «Автоматизированная система аэрогазового контроля ООО «Шахта Чертинская-коксовая» с дополнением к проекту.
Заключение
Тип «Система автоматизированная аэрогазового контроля ООО «Шахта «Чертинская -Коксовая» утвержден с техническими и метрологическими характеристиками, приведенными в настоящем описании типа, метрологически обеспечен при выпуске из производства и в эксплуатации согласно государственным поверочным схемам.
