Назначение
Система автоматизированная аэрогазового контроля ООО «Шахта «Новая-2» (в дальнейшем - АС АГК) предназначена для измерения и контроля параметров рудничной атмосферы и горно-шахтного оборудования, 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 «Новая-2» ОАО ПО «Сибирь-Уголь», 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 РД-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 28693-08).
Контроллеры через маршрутизаторы передают данные об измеренных параметрах на верхний уровень, состоящий из сервера, АРМ инженера-оператора АГК и АРМ администратора системы (в дальнейшем - 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 на резервное питание от блоков автономного питания.
АС АГК включает измерительные каналы для измерения объемной доли метана (СНд), объемной доли 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 объемной доли метана |
| ТХ 6363, ТХ 6383 | 27191-04 |
| ИДИ | 28259-04 |
| Датчики объемной доли оксида углерода |
| ДОУИ | 33551-06 |
| Датчики скорости и расхода газового потока |
| ТХ5921 | 27316-04 |
Технические характеристики
• Диапазон измерения объемной доли метана - не менее чем от 0 до 2,5 % объемной доли метана в воздухе.
• Пределы допускаемых абсолютных погрешностей измерения объемной доли метана в зависимости от типа применяемого датчика - не более приведенных в таблице 2.
Таблица 2. Пределы допускаемых абсолютных погрешностей измерительных каналов объемной доли метана
| Тип датчика | ТХ 6363 (ТХ6383) | ИДИ |
| Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности | ±0,15 % | ±0,21 % |
| Пределы допускаемой дополнительной абсолютной погрешности при отклонении температуры окружающей среды от нормальной области значений в рабочих условиях эксплуатации на каждые 10°С | ±0,15% | ± 0,2 % |
| Пределы допускаемой дополнительной абсолютной погрешности при отклонении атмосферного давления от нормальной области значений в рабочих условиях эксплуатации | | ± 0,1 % |
• Время срабатывания автоматической газовой защиты по метану - не более 15 с.
• Диапазон измерения объемной доли оксида углерода от 0 до 50 ppm.
• Пределы допускаемых абсолютных погрешностей измерения объемной доли оксида углерода - не более приведенных в таблице 3.
Таблица 3. Пределы допускаемых абсолютных погрешностей измерительных каналов объемной доли оксида углерода
| Вид погрешности | Значение, ppm |
| Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности | ± (3,1+0,1*СВХ) |
| Пределы допускаемой дополнительной абсолютной погрешности при отклонении температуры окружающей среды от нормальной области значений в рабочих условиях эксплуатации на каждые 10 °C | ± (2,4+0,08*Свх) |
| Пределы допускаемой дополнительной абсолютной погрешности при отклонении атмосферного давления от нормальной области значений в рабочих условиях эксплуатации | ± (1,2+0,04*Свх) |
| Пределы допускаемой дополнительной абсолютной погрешности при отклонении относительной влажности анализируемой среды от нормальной области значений в рабочих условиях эксплуатации | ± (1,5+0,05*Свх) |
| Примечание - Свх - измеряемая объемная доля оксида углерода, ppm. |
• Диапазоны измерения скорости воздушного потока в зависимости от настройки датчика от 0,15 до 5 м/с или от 0,5 до 30 м/с.
• Пределы допускаемых относительных погрешностей измерения скорости воздушного потока не более приведенных в таблице 4.
Таблица 4. Пределы допускаемых относительных погрешностей измерительных каналов скорости воздушного потока.
| Вид погрешности | Значение, % |
| В диапазоне от 0,15 до 5 м/с | В диапазоне от 0,5 до 30 м/с |
| Пределы допускаемой основной относительной погрешности | ± (4,1 + 0,5/VBX) | ±(3,1+3/VBX) |
| Пределы допускаемой дополнительной относительной погрешности при отклонении температуры окружающей среды от нормальной области значений в рабочих условиях эксплуатации на каждые 10 °C | ±0,1 |
| Пределы допускаемой дополнительной относительной погрешности при отклонении относительной влажности от нормальной области значений в рабочих условиях эксплуатации | ±5 |
| Примечание - VBX - измеряемая скорость воздушного потока, м/с |
• В основных измерительных каналах АС АГК используются датчики с выходным сигналом в виде напряжения 0,4+2,0 В.
• В дополнительных измерительных каналах АС АГК используются датчики давления ТХ6143 с выходным сигналом в виде напряжения 0,4+2,0 В и датчики температуры ТХ 6273.
• 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 каналов обслуживаемых одним контроллером, составляет:
48 измерительных, либо 80 входных логических, либо 48 выходных управляющих, а также 1
канал передачи данных с интерфейсом Ethernet.
• Максимальное количество измерительных контролеров или маршрутизаторов, подключаемых к одному маршрутизатору - 12.
• 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 об 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. 466451.004 РЭ «Система автоматизированная аэрогазового контроля ООО «Шахта «Новая-2». Руководство по эксплуатации»;
- между маршрутизаторами и серверами и АРМ - по локальной сети с интерфейсом Ethernet IEEE 802.3.
• АС АГК обеспечивает возможность подключения устройств связи, управления оборудованием, оповещения, сигнализаций и наблюдения шахты по линиям связи с протоколом связи, описание которого приведено в МКВЕ. 466451.004 РЭ «Система автоматизированная аэрогазового контроля ООО «Шахта «Новая-2». 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) -100 с;
- 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 подземной части 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.
• Электропитание наземной части АС АГК осуществляется от сети переменного тока частотой (50±1) Гц напряжением от 187 В до 242 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 значению, 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 утверяодения типа
Знак утверждения типа наносится на титульный лист руководства по эксплуатации МКВЕ. 466451.004 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 | 1 | |
| 8 Контроллер технологического оборудования Granch SBTC2 для маршрутизатора наземного | 1 | |
| 9 Контроллер измерительный технологического оборудования Granch SBTC2-PB | 12 | |
| 10 Датчик концентрации горючих газов ТХ 6383 | 25 | Основные измеритель-ные каналы |
| 11 Датчик искробезопасный инфракрасный ИДИ | 4 |
| 12 Датчик концентрации горючих газов ТХ6363 | 12 |
| 13 Датчик оксида углерода искробезопасный ДОУИ | 17 |
| 14 Датчик скорости и расхода газового потока вихревой ТХ5921 | 16 |
| 15 Датчик температуры ТХ 6273 | 1 | Доп. измерительные каналы |
| 16 Датчик давления ТХ6141/6143 | 1 |
| 17 Блок сигнализации серии ТХ6831 | 5 | |
| 18 Блок автономного питания внешний | 7 | |
| 19 Устройство соединительное | 20 | |
| 20 Муфта соединительная | 7 | |
| 21 Шкаф МКВЕ. Э033-30-00 | 1 | |
| Наименование | Кол-во | Прим. |
| 22 Комплект кабелей | 1 комп. | 1 |
| 23 МКВЕ. 466451.004 ВЭ «Система автоматизированная аэрогазового контроля ООО «Шахта «Новая-2». Ведомость эксплуатационных документов» | 1 | |
| 23.1 Документы, указанные в п. 23, в том числе «Система автоматизированная аэрогазового контроля ООО «Шахта «Новая-2». Методика поверки» | 1 | |
| Примечание 1: Состав комплекта - в соответствии с проектом МКВЕ.466451.004 |
Поверка
Поверка АС АГК осуществляется в соответствии с «Система автоматизированная аэрогазового контроля ООО «Шахта «Новая-2». Методика поверки», согласованной ФГУП «СНИИМ» в апреле 2008 г.
Межповерочный интервал - один год.
Поверка измерительных компонентов основных измерительных каналов осуществляется по следующим методикам:
• Granch SBTC2 - МКВЕ. 468364.001Д2 «Измерительный контроллер технологического оборудования Granch SBTC2. Методика поверки»;
• ТХ 6363, ТХ 6383 - «Датчики концентрации горючих газов ТХ 6363 и ТХ 6383. Методика поверки» (приложение А к Руководству по эксплуатации);
• ИДИ - «Датчики искробезопасные инфракрасные ИДИ. Методика поверки», приложение А к Руководству по эксплуатации;
• ДОУИ - МП 242-0416-2006 «Датчики оксида углерода искробезопасные ДОУИ. Методика поверки» (приложение А к Руководству по эксплуатации);
• ТХ5921, ТХ5922, ТХ5923 - «Датчики скорости и расхода газового потока ТХ5921, ТХ5922, ТХ5923, ТХ5924, ТХ5925. 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 МКВЕ.466451.004 «Автоматизированная система аэрогазового контроля ОАО «Шахта «Новая-2» ОАО ПО «Сибирь-Уголь» на 2007 год с дополнением к проекту.
Заключение
Тип «Система автоматизированная аэрогазового контроля ОАО «Шахта «Новая-2» утвержден с техническими и метрологическими характеристиками, приведенными в настоящем описании типа, метрологически обеспечен при выпуске из производства и в эксплуатации согласно государственным поверочным схемам.
