ТРЕХМЕРНАЯ СИСТЕМА КОНТРОЛЯ АЭРОГАЗОДИНАМИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ РУДНИЧНОЙ АТМОСФЕРЫ

Полезная модель относится к горной промышленности и предназначена для обеспечения безопасных условий труда в очистном забое, путем компьютерного трехмерного моделирования.
Известна система газоаналитическая шахтная многофункциональная "Микон 1P", которая состоит из датчика автоматического газового контроля, узла обработки, отражения и хранения информации и диспетчерского пункта, (Автоматизированный комплекс контроля рудничной атмосферы АКМР-М, Уголь-2003, №10, с..33).
Недостатком описанной системы является фиксирование только критического содержания газа метана в характерных точках очистного забоя и отключение электроэнергии со всех механизмов и электрических аппаратов, установленных в зоне очистного забоя, что влечет за собой.
Наиболее близкой по технической сути и достигаемому результату является система контроля рудничной атмосферы АКМР-М, состоящая из датчиков автоматического газового контроля, узла обработки, отражения и хранения информации, поземных и наземных вычислительных приспособлений, диспетчерского пункта и устройства оповещения (Лапин Э.С. «Оснащение шахт автоматизированными системами современного уровня» Уголь, 2003 №11, с.30-32).
Недостатком описанной системы является фиксирование только критического содержания газа в характерных точках очистного забоя и отключение напряжения со всех механизмов и электрических аппаратов, установленных в зоне очистного забоя, что влечет за собой:
- отключение электроэнергии с опозданием во времени относительно образования критической ситуации, что в целом не исключает возможности возникновения взрывоопасной ситуации и никак не влияет на эндогенную пожароопасность;
- полную остановку очистного забоя на длительное время до снижения концентрации газа метана до определенной безопасной величины, т.е. резко влияет на производительность очистного забоя.
Задачей полезной модели является предотвращение возникновения в выработанном пространстве критической (пожароопасной) температуры и скорости движения воздуха.
Техническим результатом полезной модели является предотвращение возникновения в выработанном пространстве угольных шахт критических параметров, обуславливающих эндогенную пожароопасность, путем автоматизированного управления вентиляцией шахты с учетом прогноза, осуществляемого компьютерной трехмерной моделью подземной аэрогазодинамической системы.
Указанный технический результат достигается тем, что трехмерная система контроля аэрогазодинамических параметров рудничной атмосферы состоящая из датчиков газового контроля, центральной станции сбора и обработки показаний датчиков и блока формирования команд, согласно полезной модели, система дополнительно снабжена датчиками температуры датчиками скорости движения воздуха и блоком автоматизированного управления вентиляционным режимом, а в качестве датчиков газового контроля установлены датчики контроля концентрации кислорода, причем датчики температуры, датчики скорости движения воздуха и датчики контроля концентрации кислорода соединены с центральной станцией сбора и обработки показаний датчиков, соединенной со станцией обработки данных и формирования команд управления, которая соединена с блоком автоматизированного управления вентиляционным режимом, соединенным с вентиляционной установкой.
Полезная модель поясняется чертежом, на котором изображена условная схема описываемой системы контроля параметров рудничной атмосферы на основе компьютерной трехмерной модели подземных аэрогазодинамических систем.
2
…
…
Система состоит из датчиков 1, 2,…n, контроля параметров состояния рудничной атмосферы в горных выработках, а именно концентрации кислорода О, скорости движения воздуха V и температуры t, центральной станции 3 сбора и обработки показаний датчиков 1, 2,…n, станции 4 обработки данных и формирования команд управления, блока 5 автоматизированного управления вентиляционным режимом и каналов связи 6, 7 между основными блоками системы 8, 9, 10, между блоком 5 автоматизированного управления вентиляционным режимом вентиляционной установки 14 и 11, 12n, между датчиками 1, 2,n, контроля параметров состояния рудничной атмосферы в горных выработках и центральной станции 3 сбора и отработки показаний датчиков.
Описанная система может быть рассмотрена, как устройство, несмотря на то, что ее элементы не находятся в одном корпусе, каждый элемент выполняет свою функцию и только все элементы благодаря особенной связи между ними могут выполнить поставленную перед устройством задачу.
2
Система работает следующим образом. При обнаружении хотя бы одним из датчиков 1, 2,…n контроля параметров состояния рудничной атмосферы в горных выработках изменения концентрации кислорода О в низшую или высшую сторону от критического значения, рассчитанного станцией 4 обработки данных и формирования команд управления, уменьшение или увеличения скорости движения воздуха V, увеличение температуры t информация по каналу связи 11, 12…n поступает на центральную станцию 3 сбора и обработки показаний датчиков 1, 2,…n, далее по каналу связи 6 данные передаются на станцию 4 обработки данных и формирования команд управления, где производится расчет на основе компьютерного трехмерного моделирования дальнейшего развития физико-химических процессов, протекающих в выработанном пространстве, и формирует команды, передаваемые по каналу связи 7 блоку 5 автоматизированного управления вентиляционным режимом вентиляционной установки 14 по специальным каналам связи 8, 9 и 10 передается сигнал вентиляторам, вентиляционным устройствам - лядам, шлюзам и т.д., в результате чего происходит перераспределение вентиляционных потоков, меняется скорость движения воздуха в выработках, изменяется тепловой режим и регулируется концентрация кислорода в горных выработках и в выработанном пространстве.
Таким образом, описанная система контроля параметров рудничной атмосферы позволяет в автоматическом режиме анализировать состояние эндогенной пожароопасности в определенных не регламентированных точках выемочного участка, а за счет управления вентиляционными устройствами, а именно, выбор режима работы вентиляторов, изменение положения вентиляционных дверей и т.п., позволяет избежать возникновения эндогенных пожаров в выработанном пространстве угольных шахт.