способ управления метановыделением в очистном забое

Формула изобретения

Способ управления метановыделением в очистном забое, включающий фиксирование посредством датчиков метана концентрации газа метана в характерных точках очистного забоя, регламентированных требованиями Правил безопасности, сбор и обработку показателей датчиков метана центральной станцией, передачу показаний датчиков метана на приемный блок сигналов, первичную обработку принятых сигналов и отключение электроэнергии с забойных механизмов, отличающийся тем, что вводят коэффициент резерва безопасности - величину максимального значения содержания газа метана, меньшего, чем критическая величина, учитывающий инерционность системы управления метановыделением, и при обнаружении одним из датчиков изменения величины концентрации метана в низшую или в высшую сторону от нуля до максимального значения после первичной обработки принятых сигналов в автоматическом режиме блоком формирования команд формируют команды на регулирование производительности очистного комбайна путем снижения или увеличения скорости подачи очистного комбайна, обеспечивая безопасную работу очистного забоя до достижения критической величины концентрации метана в атмосфере очистного забоя без отключения электроэнергии с забойных механизмов.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для создания безопасных условий труда в очистном забое.

Известна система газоаналитическая шахтная многофункциональная "Микон IP". Она обеспечивает автоматический газовый контроль (АГК), автоматическую газовую защиту (АГЗ), а также обмен информацией с диспетчерским пунктом, обработку информации, ее отражение и хранение (Автоматизированный комплекс контроля рудничной атмосферы АКМР-М // Уголь. - 2003. - №10. - с.33. г. Смоленск, СПО "Аналитприбор").

Недостатком известной 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:

- отключение электроэнергии с опозданием во времени относительно образования критической ситуации, что в целом не исключает возможности возникновения взрывоопасной ситуации;

- полную остановку очистного забоя на длительное время до снижения концентрации газа метана до определенной безопасной величины, т.е. резко влияет на производительность очистного забоя.

Известен также способ газовой защиты, положенный в основу работы автоматизированного комплекса контроля рудничной атмосферы АКМР-М (Лапин Э.С. Оснащение шахт автоматизированными системами современного уровня / Э.С.Лапин, Б.И.Басовский // Уголь. - 2003. - №11. - С.30-32).

Известный комплекс обеспечивает:

- непрерывный автоматический контроль содержания метана, окиси углерода и кислорода в рудничной атмосфере, а также индикацию скорости воздушного потока в шахте;

- защитное отключение электропитания шахтного оборудования и выдачу сигналов при достижении предельно допустимых значений объемной доли метана (автоматическую газовую защиту - АГЗ);

- выдачу сигналов при достижении предельно допустимых значений объемной доли окиси углерода и кислорода;

- сбор и обработку информации о состоянии (включено/выключено) технологического оборудования объекта контроля (шахты);

- передачу информации на диспетчерский пункт, ее обработку и отражение.

Недостатком известного способа, как и вышеприведенного, является фиксирование только критического содержания газа метана 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;

- полную остановку очистного забоя на длительное время до снижения концентрации газа метана до определенной безопасной величины, т.е. резко влияет на производительность очистного забоя.

Цель изобретения - предотвращение создания в очистном забое критической (взрывоопасной) концентрации газа метана без остановки работы забойных механизмов.

Указанная цель достигается тем, что:

1. Способ управления метановыделением в очистном забое, включающий фиксирование посредством датчиков метана критической концентрации газа метана в характерных точках очистного забоя, регламентированных требованиями ПБ, и отключение электроэнергии с забойных механизмов, отличается тем, что производят сбор и обработку показателей датчиков метана центральной станцией и последующую передачу показаний датчиков на приемный блок сигналов, а затем после первичной их обработки производят передачу сигналов на блок формирования команд (который в автоматическом режиме выполняет команды, регламентирующие производительность очистного комбайна).

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в систему вводят коэффициент резерва безопасности - величину максимального значения содержания газа метана, меньшего, чем критическая величина и обеспечивают безопасную работу очистного забоя до достижения критической величины газовыделения в атмосфере очистного забоя без отключения электроэнергии с забойных механизмов за счет регулирования скорости подачи комбайна.

3. Способ по пп.1-2, отличающийся тем, что коэффициент резерва безопасности учитывает и инертность самой системы.

Если по объективным причинам схема не сможет обеспечить максимальное содержание газа метана в атмосфере очистного забоя, то она отключит электроэнергию с забойных механизмов с учетом инертности самой системы.

На чертеже приведена схема управления метановыделением в очистном забое по заявленному способу.

Где х=х₁...х_n(x_xyz...с) - система необходимых датчиков, контролирующих все параметры состояния газовоздушной среды в горных выработках, регламентированных требованиям ПБ (Правила безопасности в угольных шахтах. ПБ 05-618-03. Выпуск 11. - 2003. - С.293. - М.: Госгортехнадзор России; НТЦ "Промышленная безопасность");

y₁-y ₂-y₃-y₄ - каналы связи между основными блоками системы;

Y - центральная станция сбора и отработки показаний датчиков;

Z - приемный блок сигналов от Y и их первичная обработка;

V - блок формирования команд;

W - механизм подачи очистного комбайна;

С - очистной комбайн.

Предложенная схема по заявленному способу управления метановыделением в очистном забое работает следующим образом:

при обнаружении одним из датчиков (х) изменения концентрации метана в низшую или высшую сторону (от 0 до максимального значения) информация по каналу связи y₁ поступает на центральную станцию Y сбора и обработки показаний датчиков, распознает ее и далее эта информация по каналу связи y₂ поступает на приемный блок Z, откуда после обработки информация по каналу связи y₃ поступает на блок V формирования команд, затем по каналу связи y₄ поступает на механизм подачи очистного комбайна С, где происходит снижение или увеличение скорости подачи очистного комбайна.

Таким образом, заявленный способ управления метановыделением в очистном забое позволяет в автоматическом режиме анализировать состояние газовой обстановки в определенных регламентированных точках очистного забоя, а за счет изменения скорости очистного комбайна, т.е. его производительности, избежать интенсивного метановыделения из основных источников метанообразования и исключить критическую концентрацию газа метана в атмосфере очистного забоя и, тем самым, обеспечить безопасную непрерывную безостановочную во времени работу очистного комбайна.

Если же по каким-то объективным причинам схема не сможет обеспечить максимальное содержание газа метана в атмосфере очистного забоя, то она отключит электроэнергию с забойных механизмов с учетом инертности самой системы, т.е. обеспечивает недостижение выше критической величины содержания газа метана.