Article

Article title STRUCTURAL AND ALGORITHMIC ORGANIZATION CONTROL SUBSYSTEM PARAMETERS EX-PLOSIVE DUST-GAS MIXTURE IN COAL MINES
Authors A.V. Vovna, A.A. Zori
Section SECTION I. ARCHITECTURE, MODELS AND TOOLS FOR INFORMATION SYSTEMS
Month, Year 03, 2015 @en
Index UDC 543.421:621.38
DOI
Abstract The intensification of the coal mining process in the mine workings leads to a sharp dust and gas content. This implies an increase of the dust-gas mixture explosive. Air and gas protection system complex equipment of the mines doesn"t provide a sufficient safety level. Lack of the high-speed high-precision dust concentration measuring instruments limit reliable functions of the dust-gas conditions supervisory control in the mine atmosphere. The work is aimed on the requirements setting and the control subsystem parameters dust-gas mixture explosion development for the mine atmosphere in the coal mines, which is included in the supervisory control systems. The structure of the measurement subsystem has been synthesized and the requirements for its units have been formulated, which are based on the proposed mathematical model studies. Maintaining of the dust concentration continuous monitoring allowed to use proposed subsystem in a complex UTAS. Combining measuring functions of the humidity and methane concentration monitoring in the workings makes possible to estimate the on-line probability of the explosive situation occurrence in the mines, that wasn"t carried out in the present system to date. The probabilistic characteristics of explosive dust-gas mixture has been defined on the basis of the complex index: the presence 1vol.% methane concentration lower limit of explosiveness of coal dust is reduced by half, and at 2vol.% – four. Basis functions hardware subsystems and the links between them allowed to combine them into a single system, which has the status subsystem complex UTAS. Structural and algorithmic synthesis measuring subsystem has been made, the building blocks of hardware has been described, algorithms and routines of their functioning has been developed and implemented. Measurer; subsystem; concentration; methane; dust; threshold explosiveness.

Download PDF

Keywords Measurer; subsystem; concentration; methane; dust; threshold explosiveness.
References 1. Государственное предприятие “Петровский завод угольного машиностроения”: системы комплексной безопасности [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://itras.com.ua/index.ph?pid=16076&show=4nalbum&do=showgall&gid =28135 (дата обращения: 02.04.2015).
2. Hartman H. L. Mine ventilation and air conditioning. – 3rd ed. – NY.: John Wiley & Sons, 2012. – 752 p.
3. Eckhoff Rolf K. Dust explosions in the process industries – identification, assessment and control of dust hazards. – 3rd ed. – Gulf Professional Publishing, 2003. – 719 p.
4. Griffith W.C. Dust explosions // Annual Review of Fluid Mechanics. – 1978. – Vol. 10. – P. 93-105.
5. Tasneem Abbasi, Abbasi S.A. Dust explosions – cases, causes, consequences, and control // Journal of hazardous materials. – 2007. – Vol. 140, is. 1–2. – P. 7-44.
6. Петрухин П.М., Гродель Г.С. Жиляев Н.И. Борьба с угольной и породной пылью в шахтах. – 2-е изд. перераб. и доп. – М: Недра, 1981. – 271 с.
7. Du Plessis JJL., Bryden DJ. Systems to limit coal dust and methane explosions in coal mines // Safety in Mines Research Advisory Committee. – 1997. – Vol. 322. – Р. 1-50.
8. Ушаков К.З., Бурчаков А.С., Медведев И.И. Рудничная аэрология. – М.: Недра, 1978. – 440 с.
9. Wolinski M.. Hybrid detonations in oats dust clouds in methane-air mixtures // Combustion Science and Technology. – 1996. – Vol. 120, is. 1-6. – Р. 39 – 53.
10. Сенкус В.В., Стефанюк Б.М., Лукин К.Д. Коэффициент взрывобезопасности угольной шахты // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). – М.: Изд-во МГГУ, 2008. – № 10. – С. 23 – 27.
11. Landman GVR Ignition behaviour of hybrid mixtures of coal dust, methane and air // Journal – South African institute of mining and metallurgy. – 1995. – Р. 45-50.
12. Вовна О.В., Зорі А.А., Соломічев Р.І. Комплексне врахування впливу компонент рудничної атмосфери при розрахунку нижньої концентраційної межі вибуховості вугільного пилу // Сборник тезисов докладов Первой всеукраинской научно-технической конференции «Современные тенденции развития приборостроения». – Луганск, 2012. – С. 272-273.
13. Соломічев Р.І., Вовна О.В., Зорі А.А. Розробка двопроменевого вимірювача концентрації та дисперсності вугільного пилу з компенсацією температурного дрейфу // Вісник Вінницького політехнічного інституту. – Вінниця, 2014. – № 5 (116). – С. 36-41.
14. Соломічев Р.І., Вовна О.В. , Зорі А.А. Розробка та обґрунтування структури вимірювальної системи контролю вибухонебезпечних пило-газових сумішей в шахтному виробітку // Вісник НТУ «ХПІ». Збірник наукових праць «Електроенергетика та перетворювальна техніка». – Харків, 2014. – № 9 (1062). – С. 154-163.
15. Нецепляев М.И. Борьба со взрывами угольной пыли в шахтах. – М: Недра, 1992. – 298 с.
16. Вовна А.В. Компьютеризированная информационно-измерительная система контроля концентрации метана в угольных шахтах: дис. … канд. техн. наук. – Донецк, 2009. – 200 с.
17. Sanguo Li. Optical fiber gas sensor for remote detection of CH4 gas in underground mines // Proceedings of the society for photo-instrumentation engineers. – 2005. – Vol. 5770. – Р. 205-212.
18. Jia-Sheng Ni. Fiber methane gas sensor and its application in methane outburst prediction in coal mine // Journal of electronic science and technology of Chine. – 2008. – Vol. 6, no. 4. – Р. 373-376.
19. Cheng X., Cao M, Collier M. An on-line detection system for coal mine dust // Intelligent control and automation // WCICA, 7th World Congress on. – 2008. – Р. 4166-4171.
20. Вовна А., Зори А., Хламов М. Методы и средства измерения концентрации газовых компонент. – Saarbrьcken, Germany: LAP LAMBERT Academic Publishing GmbH & Co. KG, 2012. – 244 с.
21. Соломічев Р.І., Вовна О.В. Алгоритмічно-структурний синтез системи контролю вибухонебезпечних газових сумішей рудничної атмосфери // Збірник наукових праць ХІV міжнародної науково-технічної конференції аспірантів і студентів «Автоматизація
технологічних об’єктів та процесів. Пошук молодих». – Донецьк: ДонНТУ, 2014. – С. 313-317.
22. Вовна О.В., Зорі А.А. Розробка та дослідження швидкодіючого вимірювача концентрації метану інваріантного до запилення рудничної атмосфери // Наукові праці ДонНТУ. Серія: «Обчислювальна техніка та автоматизація». – Донецьк, 2012. – № 22 (200). – С. 143-150.
23. Вовна А.В., Зори А.А. Разработка и исследование экспериментального образца измерителя концентрации метана для угольных шахт // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2014. – № 4 (153). – С. 171-177.
24. Вовна А.В., Зори А.А. Разработка и исследование радиоэлектронного оптического измерителя концентрации метана // Материалы 23-й Международной Крымской конференции «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии» (КрыМиКо’2013). – Севастополь, 2013. – С. 984-985.
25. Вовна А.В., Зори А.А. Оптический измеритель концентрации метана с компенсацией температурного дрейфа // Матеріали міжнародної науково-технічної конференції «Автоматизація: проблеми, ідеї, рішення». – Севастополь, 2013. – С. 142-144.

Comments are closed.