Статья

Название статьи СТРУКТУРНО-АЛГОРИТМИЧЕСКАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ПОДСИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ ВЗРЫВООПАСНОСТИ ПЫЛЕГАЗОВОЙ СМЕСИ В УГОЛЬНЫХ ШАХТАХ
Автор А.В. Вовна, А.А. Зори
Рубрика РАЗДЕЛ I. АРХИТЕКТУРЫ, МОДЕЛИ И СРЕДСТВА ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ
Месяц, год 03, 2015
Индекс УДК 543.421:621.38
DOI
Аннотация Вследствие интенсификации технологического процесса добычи угля при ведении работ в горных выработках резко возрастают пылеобразование и газоносность шахт, что приводит к повышению взрывоопасности пылегазовой смеси. Комплексное оснащение шахт системой аэрогазовой защиты не обеспечивает достаточный уровень безопасности. Отсутствие быстродействующих высокоточных измерителей концентрации пыли ограничивает функции достоверного диспетчерского контроля по пылегазовой обстановке в рудничной атмосфере. Работа направлена на постановку требований и разработку подсистемы контроля параметров взрывоопасности пылегазовой смеси в рудничной атмосфере угольных шахт в составе систем диспетчерского контроля. На основании проведенных исследований предложенной математической модели синтезирована структура измерительной подсистемы и сформулированы требования к ее блокам. Ведение непрерывного контроля концентрации пыли позволило использовать подсистему в комплексе УТАС, а объединение в ней функций измерения влажности и концентрации метана в выработках делает возможность оценить в режиме реального времени вероятность наступления взрывоопасной ситуации в шахтах, что до настоящего времени не выполняется в реальных системах. На основе комплексного показателя определены вероятностные характеристики взрывоопасности пылегазовой смеси: при наличии 1об.% метана концентрационный нижний предел взрывчатости угольной пыли снижается в два раза, а при 2об.% – в четыре. Из анализа требований, предъявляемых к измерительной подсистеме концентрации метана и пыли в угольных шахтах, определены ее базисные функции. Базисные функции аппаратных средств подсистемы и учет связей между ними позволили объединить их в единую систему, имеющую статус подсистемы комплекса УТАС. Выполнен структурно-алгоритмический синтез измерительной подсистемы, описаны структурные блоки аппаратных средств, разработаны и реализованы алгоритмы и подпрограммы их функционирования.

Скачать в PDF

Ключевые слова Измеритель; подсистема; концентрация; метан; пыль; порог взрывчатости.
Библиографический список 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.