Файл: Оснащение шахт автоматизированными информационноуправляющими системами современного уровня.rtf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 03.02.2024
Просмотров: 24
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Министерство образования и науки Российской Федерации
Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования “Кузбасский государственный технический университет
имени Горбачева Т. Ф.”
Кафедра прикладных информационных технологий
РЕФЕРАТ
по дисциплине «Информационные технологии в горном деле»
на тему:
«Оснащение шахт автоматизированными информационно-управляющими системами современного уровня»
Выполнил: студент гр. ГП-103
Вавилов В.В.
Проверил: Гришина Т.В.
Кемерово 2014
Содержание
1. Шахтная автоматика
. Оснащение шахт автоматизированными информационно-управляющими системами современного уровня
. Шахтные информационно-управляющие системы (ШИУС)
. Системы управления и мониторинга состояния аэрогазовой среды фирмы «CONSPEC»
. Применение и перспектива развития информационной техники в подземной горнодобывающей промышленности
Заключение
Список использованной литературы
. Шахтная автоматика
Развитие шахтной автоматики можно разделить на семь этапов:
1) полная автоматизация стационарного оборудования: вентиляционных установок, конвейерных линий, водоотлива, подъема, технологического комплекса;
2) автоматические блокировки забойного оборудования (предупредительная сигнализация, защита от перегрузок и перегрева двигателей);
) дистанционное управление мобильными машинами по проводам или радио в условиях прямой видимости;
) автоматизация циклических операций на мобильном оборудовании;
) супервизорное управление мобильными машинами вне прямой видимости;
) применение гибкого управления и интеллектуальных датчиков для адаптивного и интеллектного управления мобильными машинами;
) объединение локальных систем автоматизации в систему интеллектуальной добычи путем обмена информацией через подземную сеть, согласования работы подземного оборудования, распределенного во времени и пространстве.
В области автоматизации открытых горных работ реализованы: оценка производительности драглайна путем измерения заполнения ковша, секторов погрузки и разгрузки ковша; оценка производительности роторного экскаватора; диспетчерское управление железнодорожным транспортом по радио; программируемое управление ковшовым экскаватором и буровой установкой. Но такие системы применяются лишь на немногих разрезах России.
Автоматизация при проведении выработок применяется для дистанционного управления проходческими комбайнами, дистанционно-автоматического управления проходческим комбайном при опасности внезапных выбросов угля и газа, ориентации проходческого комбайна в процессе работы.
Автоматизация конвейерных линий обеспечивает последовательный пуск конвейеров в направлении, противоположном перемещению горной массы, синхронную остановку конвейеров, разнообразную сигнализацию о проскальзывании ленты, скорости ленты, обрыве ленты, заполнении промежуточного бункера, сходе ленты с роликовых опор.
На горнодобывающих предприятиях с 1960-х годов внедрено около 60 систем диспетчеризации. С их помощью подсчитывают время работы и простоев оборудования, отображают движение транспортных машин, оценивают общую производительность, зольность угля, расход электроэнергии, число работающих, распределение содержания метана и скорость воздуха в выработках, формируют план технического обслуживания. Однако все эти системы работают в информационном режиме.
Наибольшие успехи достигнуты в автоматизации стационарного оборудования. Подъемные установки, главные вентиляторные установки, главный водоотлив, калориферные установки, погрузочные пункты и энергетические подстанции автоматизированы на 90%. Как правило, они оснащены специализированной аппаратурой, разработанной в 1970-х годах [1].
2. Оснащение шахт автоматизированными информационно-управляющими системами современного уровня
Технологический процесс любого горнодобывающего или горно-перерабатывающего предприятия угольной промышленности - это сложная многозадачная структура, требующая четкой и слаженной работы большого коллектива инженерно-технических работников и рабочих, обеспечивающих этот процесс.
Технологическая безопасность - нормальное функционирование производственного процесса при изменениях различных внешних и внутренних параметров среды, т.е. определенной технологии и техники с характеристиками, соответствующими требованиям Правил безопасности и других нормативных документов.
Функциональная безопасность - это обеспечение безопасности производственного объекта посредством действий людей, участвующих в технологическом процессе. Причем функциональную безопасность было предложено разделить на три аспекта. Первый - это управление технологическим процессом с целью обеспечения безопасности, второй - это контроль параметров среды для обеспечения безопасного технологического процесса и третий - это создание комфортных условий для людей, участвующих в технологическом процессе.
На угольных предприятиях основной составляющей, обеспечивающей функциональную безопасность, являются контроль и управление состоянием рудничной атмосферы в различных режимах работы (нормальный и аварийный).
Для целей обеспечения функциональной безопасности на угольных шахтах России использовалась различная аппаратура контроля, и управления:
1) аппаратура автоматической газовой защиты "МЕТАН";
2) аппаратура контроля и поступления воздуха в тупиковых выработках АПТВ;
) аппаратура "Ветер", предназначенная для работы в системе централизованного диспетчерского управления вентиляторами местного проветривания, и автоматического контроля состояния рудничной атмосферы в тупиковых забоях угольных шахт.
3. Шахтные информационно-управляющие системы (ШИУС)
Обеспечение безопасности при ведении подземных горных работ в настоящее время осуществляется с использованием шахтных информационно-управляющих систем (ШИУС).
Основными функциями ШИУС на угольных шахтах являются:
1. Автоматический газовый контроль (АГК).
2. Автоматическая газовая защита (АГЗ).
. Автоматический контроль расхода воздуха (АКВ).
. Автоматический контроль состояния дверей вентиляционных шлюзов (АКВШ).
. Автоматический контроль и управление проветриванием тупиковых выработок (АПТВ).
Существующие программно-технические средства систем, позволяют получать информацию, поступающую с датчиков аэрогазового контроля очистного участка и накапливать её в виде баз данных на серверах систем ШИУС.
В связи с переходом на высокопроизводительные угледобывающие забои простого представления и накопления данных об объектах контроля и управления становится уже не достаточно для планирования ведения горных работ по добыче угля. В условиях меняющейся газовой обстановки в горных выработках выемочного участка первостепенное значение приобретает оперативное прогнозирование аэрогазовой обстановки.
В соответствии с нормативными документами, предельно допустимая концентрация метана на исходящей вентиляционной струе из очистного забоя и участка не должна превышать 1 %. Автоматизированная система при достижении концентрации метана более 1 % производит отключение электроэнергии и блокирует ее включение до снижения концентрации метана ниже 1 % [
4. Системы управления и мониторинга состояния аэрогазовой среды фирмы «CONSPEC»
Фирма «CONSPEC» производит большое разнообразие газовых сенсоров, газовых детекторов, и промышленных газовых системам обнаружения для широкого ряда потенциально вредных, токсичных и горючих производств. Оборудование создано для использования в некоторых жестких промышленных средах.
Оборудование фирмы «CONSPEC» позволяет обеспечивать удобство и защиту 24 часа в сутки.
Система контроля состояния шахтной среды определяет области, где токсичные газы существуют или могут накопиться. Данные области должны быть немедленно провентилированы. В случае, если опасный уровень веществ в атмосфере обнаружен, датчики сигнализирует об этом. Вследствие чего происходит проветривание с помощью вентиляции, пока состояние атмосферы вновь не примет нормальное состояние.
Затраты на работу вентиляции будут уменьшены, поскольку вентиляторы действуют не все время, а лишь в случае опасной ситуации. Экономия энергии может быть достигнута до 85%.
В случае сбоя, датчик активизирует систему вентиляции [
5. Применение и перспектива развития информационной техники в подземной горнодобывающей промышленности
Основой любой информационной системы служит действующая коммуникационная инфраструктура для передачи речи, данных, а при необходимости и видеосигналов. Связь может осуществляться как беспроволочным способом, так и по проводам, для чего существует множество технических решений. Ниже будут кратко описаны наиболее важные из них.
Беспроволочная передача сигналов.
На современных горнодобывающих предприятиях беспроволочная связь приобретает все большее значение, что объясняется высокой гибкостью таких систем, прежде всего, в том случае, когда в эксплуатации находится большое количество мобильного оборудования.
Передача данных по радио производится на базе электромагнитных волн. Подземные горные выработки, как правило, обладают большой протяженностью, а нередко и значительными колебаниями размеров поперечного сечения, что существенно ухудшает равномерное распространение волн по ним. Поэтому под землей можно применять только специальные приемо-передающие устройства.
К ним относятся следующие системы: Leaky-Feeder (LF); Distributed Antenna Systems (DAS); Ground Penetration Radio (GPR).
Системы Leaky-Feeder (LF)
Технология Leaky-Feeder получила широкое распространение в подземной горнодобывающей промышленности. Ее суть: по всей сети подземных выработок прокладывают коаксиальный кабель (преимущественно под кровлей), по которому проходят электромагнитные волны. Такой кабель как бы берет на себя роль антенны и может передавать сигналы к любому месту.
В настоящее время эти системы эксплуатируются с 32 каналами для передачи речи, данных и контроля, а также с двумя видеоканалами. Системы LF работают преимущественно в диапазоне УВЧ/ОВЧ, то есть на частотах от 700 до свыше 900 кГц или 500 МГц и больше. Во всем мире эти системы сейчас функционируют примерно на 225 горнодобывающих предприятиях.
Distributed Antenna Systems (DAS)
При этих системах отдельные антенны размещаются в стратегически важных точках сети горных выработок и связываются между собой кабелями. Для достижения высокой пропускной способности и скорости канала передачи с недавних пор усиленно применяются оптические кабели. Системы DAS работают, как правило, в среднем диапазоне частот. К сожалению, не удается избежать перекрытия зон передачи двух или нескольких антенн, и что ведет к обоюдному наложению сигналов, а следовательно, к их затуханию или искажению.
Форма горных выработок (например, кривизна) также оказывает влияние на передачу сигналов.
Сеть подземной связи зачастую складывается из комбинации систем LF и DAS.
Ground Penetration Radio (GPR)
Эти системы работают в диапазоне низких частот. Сигналы УВЧ и ОВЧ могут проникать через скальную породу, что сводит до минимума затраты по монтажу. Но так как скорость передачи данных бывает незначительной, эта технология находит применение лишь в очень простых областях. Важнейшие области применения: системы предупреждения об опасности; дистанционное управление; отправка кратких сообщений на жидкокристаллические дисплеи; дистанционное управление взрывными работами.