Назначение
Система автоматизированная аэрогазового контроля ЗАО «Шахта «Антоновская» (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 ЗАО «Шахта «Антоновская», 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 в контроллеры, измерении этих сигналов контроллерами и анализе измеренных значений (сравнение с заданными допустимыми значениями - уставками) с целью выработки контроллерами аварийных сигналов и сигналов отключения шахтного оборудования, с целью обеспечения безопасного аэрогазового режима в горных выработках. В качестве контроллеров используются контроллеры измерительные технологического оборудования Granch SBTC2 (Номер в Государственном реестре средств измерений 28693-08). Включение оборудования после аварийного отключения осуществляется в ручном режиме с АРМ инженера-оператора АГК.
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. Обмен информацией между контроллерами и маршрутизаторами и между маршрутизаторами осуществляется по специальному протоколу связи. Обмен информацией между маршрутизаторами и серверами и АРМ осуществляется по локальной сети с интерфейсом Ethernet IEEE 802.3.
АС АГК обеспечивает возможность подключения по линиям связи устройств оповещения, сигнализации, связи, наблюдения и управления оборудованием шахты. Конфигурирование АС АГК и настройка на работу в конкретных условиях осуществляется программным путем при настройке контроллеров, а также с АРМ администратора. Защита от несанкционированного доступа обеспечивается системой индивидуальных паролей на внесение изменений в конфигурацию системы.
Соединения в кабельной сети осуществляется с помощью взрывозащищенных соединительных устройств.
При отключении сети переменного тока основного питания АС АГК автоматически переходит на резервное питание от блоков автономного питания.
В состав АС АГК входят измерительные каналы для измерения объемной доли метана (СНд), объемной доли оксида углерода (СО) и скорости воздушного потока.
АС АГК обеспечивает:
• измерение параметров рудничной атмосферы;
• сбор информации о состоянии шахтных объектов (оборудования);
• маршрутизаццю и обмен информацией по каналам связи;
• выдачу управляющих команд на шахтные объекты (оборудование) при достижении контролируемыми параметрами заданных значений, с возможностью управления приоритетами выдачи управляющих сигналов с 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 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.
АС АГК обеспечивает возможность определения следующих неисправностей технических средств:
• отказы датчиков;
• выход сигнала 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 составе измерительных каналов АС АГК используются датчики, указанные в таблице 1. г
Таблица 1. Датчики, используемые в основных измерительных каналах АС АГК
| Тип | Номер в Государственном реестре средств измерений |
| Датчики объемной доли метана |
| ДМС01-(0-5) | 21073-06 |
| ИДИ-10.00.00 | 28259-04 |
| Датчики объемной доли оксида углерода |
| СДОУ 01 | 25650-03 |
| ДОУИ | 33551-06 |
| Датчики скорости воздушного потока |
| С ДСВ 01 | 22814-02 |
Технические характеристики
• Диапазон измерения объемной доли метана в воздухе от 0 до 2,5 %.
• Пределы допускаемых абсолютных погрешностей измерения объемной доли метана в зависимости от типа применяемого датчика - не более приведенных в таблице 2.
• Время срабатывания автоматической газовой защиты по метану - не более 15 с.
Таблица 2/Пределы допускаемых абсолютных погрешностей измерительных каналов объемной доли метана
| Пределы допускаемых абсолютных погрешностей | Значения для каналов с датчиками |
| ИДИ | ДМС01 |
| основной | ± 0,21 % | ± 0,21 % |
| дополнительной при отклонении температуры окружающей среды от нормальной области значений в рабочих условиях эксплуатации на каждые 10°С | ± 0,2 % | ± 0,2 % |
| дополнительной при отклонении атмосферного давления от нормальной области значений в рабочих условиях эксплуатации | ±0,1 % | ± 0,1 % |
| дополнительной при отклонении относительной влажности анализируемой среды от нормальной области значений в рабочих условиях эксплуатации | — | ± 0,2 % |
• Диапазон измерения объемной доли оксида углерода - от 0 до 50 млн'1 (ppm).
• Пределы допускаемых абсолютных погрешностей измерения объемной доли оксида углерода в зависимости от типа применяемого датчика - не более приведенных в таблице 3.
Таблица 3. Пределы допускаемых абсолютных погрешностей измерительных каналов объемной доли оксида углерода
| Пределы допускаемых абсолютных погрешностей | Значения для каналов с датчиками, млн'1 |
| ДОУИ | СДОУ 01 |
| основной | ± (3,5+0,1*СВХ) | ±(3,1+0,1*Свх’) |
| дополнительной при отклонении температуры окружающей среды от нормальной области значений в рабочих условиях эксплуатации на каждые 10 °C | ± (2,4+0,08 *СВХ) | ± (2,4+0,1*СВХ*) |
| дополнительной при отклонении атмосферного давления от нормальной области значений в рабочих условиях эксплуатации | ± (3,6+0,12*СВХ) | ± (1,2+0,04*Свх*) |
| дополнительной при отклонении относительной влажности анализируемой среды от нормальной области значений в рабочих условиях эксплуатации | ± (1,5+0,05*Свх) | ± (1,5+0,05*Свх‘) |
| ’Примечание - Свх - измеряемая объемная доля оксида углерода, млн'1 (ppm). |
• Диапазоны измерения скорости воздушного потока - от 0,1 до 30 м/с.
• Пределы допускаемых абсолютных погрешностей измерения скорости воздушного потока -не более приведенных в таблице 4.
Таблица 4. Пределы допускаемых абсолютных погрешностей измерительных каналов скорости воздушного потока._________________________________
| Пределы допускаемых абсолютных погрешностей | Значение, м/с |
| основной | ± (0,2 + 0,02VBX’) |
| дополнительной при отклонении температуры окружающей среды от нормальной области значений в рабочих условиях эксплуатации накаждые10°С | ± (0,1 + 0,01VBX’) |
| дополнительной при отклонении относительной влажности от нормальной области значений в рабочих условиях эксплуатации | ± (0,1+0,01VBX*) |
| ’Примечание - VBX - измеряемая скорость воздушного потока, м/с. |
• 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.
• Максимальная допускаемая длина проводных линий связи, проложенных шахтным телефонным кабелем типов КТАПВТ и ТПШПв с диаметром провода не менее 0,64 мм, между датчиками и контроллерами 2500 метров.
• 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.
• Время цикла опроса измерительных контроллеров сервером (АРМ) не превышает 100 с.
• 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].
• Рабочие условия эксплуатации составных частей АС АГК, за исключением датчиков:
- 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 свои технические и метрологические характеристики при отключении сети переменного тока не менее 16 часов.
• Средняя наработка на отказ не менее 9000 часов.
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа наносится на титульный лист руководства по эксплуатации на систему автоматизированная аэрогазового контроля ОАО «Шахта «Полосухинская».
Комплектность
В состав комплекта поставки АС АГК входит:
| Наименование | Обозначение | Кол-во | Прим. |
| Автоматизированное рабочее место инженера-оператора | | 1 | |
| Сервер (основной и резервный) | | 2 | |
| Коммутатор для сети Ethernet | | 1 | |
| Принтер | | 1 | |
| Устройство бесперебойного питания | | 4 | |
| Наименование | Обозначение | Кол-во | Прим. |
| Искрозащитные барьеры BNI | МКВЕ.Э033-14-02 | 10 | |
| Искрозащитные барьеры ВС-2 | МКВЕ.Э033-14-06 | 35 | |
| Контроллер технологического оборудования Granch SBTC2 для маршрутизатора наземного | МКВЕ.468364.001 | 1 | |
| Контроллер измерительный технологического оборудования Granch SBTC2 | МКВЕ.468364.001 | 1 | |
| Контроллер измерительный технологического оборудования Granch SBTC2-PB | МКВЕ.468364.001 | 9 | |
| Датчик метана стационарный ДМС 01 | ДМС 01.00.000 | 36 | |
| Датчик искробезопасный инфракрасный ИДИ | РЭ 421514-001-17282729-04 | 30 | |
| Датчик стационарный оксида углерода СДОУ 01 | РЭ 4215-007-4465436-00 | 7 | |
| Датчик оксида углерода искробезопасный ДОУИ | РЭ 421512-005-17282729-06 | 10 | |
| Измеритель скорости воздушного потока СДСВ 01 | РЭ 4213-002-4465436-04 | 18 | |
| Блок автономного питания внешний | | 10 | |
| Устройство соединительное | | 10 | |
| Комплект кабелей | | 1 комп. | 1 |
| Система автоматизированная аэрогазового контроля ЗАО «Шахта «Антоновская». Руководство по эксплуатации | | 1 | |
| Система автоматизированная аэрогазового контроля ЗАО «Шахта «Антоновская». Методика поверки. | | 1 | |
| Примечание 1: Состав комплекта - в соответствии с проектом «Система автоматизированная аэрогазового контроля ЗАО «Шахта «Антоновская». |
Поверка
Поверка АС АГК осуществляется в соответствии с нормативным документом «Система автоматизированная аэрогазового контроля ЗАО «Шахта «Антоновская». Методика поверки», утвержденным ФГУП «СНИИМ» в октябре 2009 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»;
• ДМС 01 - ДМС 01.00.000 ДЛ «Датчики метана стационарные ДМС 01. Методика поверки»;
• ИДИ - «Датчики искробезопасные инфракрасные ИДИ. Методика поверки», приложение А к Руководству по эксплуатации;
• СДОУ-01 - «Датчики оксида углерода стационарные СДОУ 01. Методика поверки»;
• ДОУИ - МП 242-0416-2006 «Датчики оксида углерода искробезопасные ДОУИ. Методика поверки» (приложение А к Руководству по эксплуатации);
• СДСВ 01 - «Измерители скорости воздушного потока СДСВ 01. 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 «Система автоматизированная аэрогазового контроля ЗАО «Шахта «Антоновская» с дополнением.
Заключение
Тип «Система автоматизированная аэрогазового контроля ЗАО «Шахта «Антоновская» утвержден с техническими и метрологическими характеристиками, приведенными в настоящем описании типа, метрологически обеспечен при выпуске из производства и в эксплуатации.
