Для автоматического управления системой шахтной вентиля­ ции используются многочисленные датчики, схема установки кото­ рых показана на рис. 71.

14.1. Требования к системам автоматизации проветривания шахты

Аппаратура автоматизации управления шахтными вентилято­ рами должна обеспечивать:

1. Работу установки в автоматическом режиме без постоянного присутствия обслуживающего персонала.

2.Возможность одного из трех видов управления:

-автоматического дистанционного с диспетчерского пульта,

-автоматического дистанционного из машинного зала,

-местного управления.

3.Переход с одного вида управления на другой без остановки работающего вентилятора.

4.Реверсирование воздушной струи и переход с одного венти­ лятора на другой при закрытом направляющем аппарате без оста­ новки работающего вентилятора.

5.Аварийное отключение вентилятора в следующих случаях:

-при коротких замыканиях в силовых цепях,

-при исчезновении более чем на 10 с напряжения на станциях управления,

-при неисправности в системе принудительного охлаждения двигателей,

-при перегреве подшипников электродвигателей или венти­ ляторов,

-при несостоявшемся или затянувшемся пуске,

-при прекращении подачи масла или потере его давления в системе смазки подшипников.

6.Подачу звуковой и световой сигнализации на пульт диспет­ чера и машинное отделение при неисправностях агрегата, вызы­ вающих необходимость его остановки.

7.Возможность аварийной остановки агрегата обслуживаю­ щим персоналом из машинного зала при любом виде управления.

8.Блокировки, запрещающие:

-одновременную работу двух вентиляторов на шахтную сеть, если такой вариант не предусмотрен проектом,

-реверсирование воздушной струи без остановки работающе­

го вентилятора,

-повторное или самопроизвольное включение вентилятора после оперативного или аварийного отключения без полной остановки его ротора,

-одновременное применение различных видов управления,

-включение электроприводов ляд при работающем вентиля­ торе,

-пуск вентилятора при несоответствии выбранному режиму положению ляд в вентиляционном канале.

9.Контроль:

-депрессии и производительности вентилятора самопишущи­ ми приборами,

-передачи Сигнала на пульт управления диспетчера об откло­ нении заданных параметров по:

•температуре подшипников электродвигателя и вентилятора,

•давлению и расходу масла в системе смазки подшипников,

•положению ляд и лопаток направляющего аппарата.

10.Сигнализацию, отражающую:

-аварийное отключение вентилятора с указанием его причин,

-включение и отключение вентилятора с указанием прямого и реверсивного режима.

11.Независимость электроснабжения работающего и резерв­ ного вентиляторов.

Для автоматизации процесса проветривания шахты использу­ ется серийная аппаратура аналогового типа — УКВГ, УКАВ-2, АДШВ. Принцип работы шахтной автоматизированной вентиляци­ онной установки рассмотрим на примере аппаратуры УКВГ.

14.2. Структура и принцип работы аппаратуры типа УКВГ

Аппаратура УКВГ предназначена для дистанционного управ­ ления и контроля рабочего цикла вентиляционных установок глав­ ного проветривания. Аппаратура УКВГ представляет собой ком­ плект, состоящий из:

-пульта диспетчера (ПД-63),

-станции управления (СУ-63).

Пульт диспетчера располагается на центральном диспетчер­ ском пульте шахты, а станция управления находится в машинном зале. Структура установки УКВГ показана на рис. 72.

Станция управления СУ-63 связана с пультом управления по кабельной линии связи (разъемы 1,2,3,4,5, б). На пульте диспетче­ ра ПД-63 находятся основные кнопки управления, а также переклю­ чатель выбора рабочего вентилятора и режимов управления провет­ риванием шахты. Станция управления имеет два блока питания це­ пей управления, один из которых — БП1 — питает цепь управления приводом вентилятора, а другой — БП2 — питает цепь управления приводов ляд напряжением 127 В.

Перед запуском вентилятора необходимо в ручном режиме ус­ тановить ляды в выбранном направлении воздушного потока. При этом кнопки «Н» используются для запуска привода ляд в нормаль­ ном направлении потока, а кнопки «Р» — для его реверсивного на­ правления.

После установки ляд в нужном положении переключателем ОДУ производится выбор варианта пуска вентилятора (с пульта

диспетчера или из машинного зала). Перед пуском его с пульта дис­ петчера переключатель ОДУ должен быть установлен в положение «дистанционно», а переключателем «выбор вентилятора» произво­ дится выбор для запуска одного из двух вентиляторов. Этот пере­ ключатель через соответствующие диоды активизирует необходи­ мую полярность в цепи 110 В блока питания БП1, при этом через диоды D3 или D4 включаются реле направления РН1 или РН2, кото­ рые замыкают свои контакты в цепях питания пусковых реле 1РПВ или 2РПВ привода соответствующего вентилятора. После нажатия кнопки «пуск» на пульте диспетчера одно из этих реле получает пи­ тание 110 В через контакт 4, один из замкнутых контактов РН1 или РН2 и соответствующий диод D1 или D2, подключенный к переклю­ чателю ОДУ. Контакты включенного реле 1РПВ или 2РПВ замыка­ ют в блоке БП1 цепь питания 127 В катушек пусковых реле 1ПМ или 2ПМ. После включения одного из этих реле оно самоблокируются своими контактами в этой цепи. В свою очередь, пусковые.репе 1ПМ или 2ПМ через пускатели 1П или 2П запускают двигатель ДВ1 пер­ вого вентилятора или двигатель ДВ2 второго вентилятора.

Запуск двигателя вентилятора из машинного зала производится нажатием кнопки «пуск1» для первого вентилятора или кнопки «пуск2» для второго. При этом включаются катушки одного из реле 1РПВ или 2РПВ, но только в том случае, если переключатель ОДУ будет переведен из положения «дистанционно» в положение «оди­ ночно».

Остановка вентилятора с пульта диспетчера производится на­ жатием кнопки «стоп» на этом пульте, при этом по цепи управления 127 В и по линии связи (контакты 2, 3) через переключатель ОДУ включается реле РО, которое своим контактом в той же цепи пита­ ния соответственно включает реле блокировки РБ. Нормально замкнутые контакты этого реле разрывают цепь питания пусковых реле 1ПМ или 2ПМ, что вызывает отключение соответствующих пускателей и остановку двигателей. Помимо кнопки «стоп» реле РО может быть включено контактами защитных устройств (Р31, ....

РЗN), непосредственно подключенных в цепь его питания, при этом система останавливается по тому же принципу.

Остановка вентилятора из машинного зала производится нажа­ тием кнопки «стоп» на пульте в этом зале, что вызывает включение реле РБ с последующим отключением двигателей.

При нажатии кнопки «реверс» на пульте диспетчера по линии связи через контакт 1 и переключатель ОДУ в цепи управления 127 В включается реле РР— только в том случае, если вентиляторы будут остановлены, так как в противном случае нормально откры­ тый контакт реле РО не позволит замкнуться этой цепи.

При срабатывании реле РР происходят переключения в цепи управления пускателями привода ляд, при этом в работу вступают четные из них, а работа нечетных блокируется.

15. АВТОМАТИЗАЦИЯ ШАХТНЫХ

КОМПРЕССОРНЫХ УСТАНОВОК

Пневматическая энергия широко используется в технологиче­ ском процессе горных предприятий, в том числе и на угольных шах­ тах. При проведении подготовительных выработок с помощью бу­ ровзрывных работ для привода буровых машин используется толь­ ко пневматическая энергия.

Для производства пневматической энергии на шахтах исполь­ зуются компрессорные установки, которые входят в состав ком­ прессорных станций, являющихся неотъемлемой частью поверхно­ стного комплекса стационарного оборудования. На этих станциях могут быть использованы компрессоры двух типов: поршневые

итурбинные.

15.1.Требования к системам автоматизации шахтных

компрессорных установок

Независимо от вида применяемого компрессора к системам ав­ томатизации шахтных компрессорных установок предъявляются следующие требования.

1.Автоматическое программное управление работой компрес­ сора после подачи команды «пуск» с диспетчерского пункта шахты.

2.Возможность применения одного из трех видов управления:

-автоматического дистанционного с диспетчерского пульта;

-автоматического дистанционного из машинного зала;

-местного управления.

3.Автоматическое регулирование заданного давления в выход­ ном коллекторе.

4.Автоматическое регулирование заданной производительно­ сти в зависимости от количества потребителей пневмоэнергии.

5.Блокировка автоматического управления при переводе ком­ прессора на местное управление или после его аварийной остановки.

6.Автоматическая остановка привода компрессора при превы­ шении температуры масла в системе его смазки или при исчезнове­ нии его давления, при отсутствии или недостаточном давлении ох­ лаждающей жидкости, коротких замыканиях в силовых сетях и се­ тях управления.

7.Автоматическая экстренная остановка компрессора при ис­ чезновении напряжения в цепях управления или при перегрузке привода.

Втехнологическом процессе большинства шахт используются поршневые компрессорные установки, поэтому в этом подразделе мы рассмотрим автоматизацию этих установок. Технологическая схема работы, расположение датчиков и исполнительных устройств в систе­ ме автоматизации компрессоров поршневого типа показана на рис. 73.

Как правило, шахтные поршневые компрессоры имеют две сту­ пени окатия. Первая ступень этого компрессора засасывает воздух

Рис. 73Схема установки датчиков и исполнительных устройств в системе

автоматизации шахтных компрессоров

из атмосферы, сжимает его и через охладитель направляет во вто­ рую ступень, где он сжимается до необходимого давления и направ­ ляется в выходной коллектор (пневмомагистраль). Для нормальной работы такого компрессора необходимо смазывать под давлением все его трущиеся части и постоянно охлаждать приточной водой ци­ линдры обеих ступеней. Кроме того, для повышения эффективно­ сти работы компрессора необходимо охлаждать сжатый воздух по­ сле промежуточного сжатия на первой ступени.

Технология работы шахтного поршневого компрессора сле­ дующая. Поршни этого компрессора совершают возвратно-посту­ пательное движение в цилиндрах 2 за счет вращения коленчатого вала 7, связанного через муфту с приводным двигателем 3. Воздух из атмосферы засасывается в цилиндр первой ступени сжатия через входной патрубок 8. После сжатия в этом цилиндре воздух охлаж­ дается в теплообменнике 6 и направляется в цилиндр второй ступе­ ни сжатия, откуда поступает в пневмомагистраль 9.

Если расход воздуха в этой магистрали будет меньше, чем его засасывается в первую ступень, то наступает особый режим работы компрессора, который называют помпажным. Режим помпажа счи­ тается аварийным, и система управления не должна его допускать. Для предотвращения явления помпажа применяют два метода. По первому из них часть сжатого воздуха из магистрали 9 через вентиль В1 сбрасывают в атмосферу. По второму методу часть сжа­ того воздуха из магистрали 9 через вентиль В2 снова направляют на вход первой ступени сжатия. Этот метод более предпочтителен, од­ нако сложнее в реализации.

В системе автоматизации компрессора установлены следую­ щие датчики:

-П — температуры воздуха на входе первой ступени;

-7 2 — температуры воздуха на входе второй ступени;

-73 — температуры воздуха на выходе второй ступени;

-ТА — датчик температуры масла в системе смазки;

-75 — датчик температуры воды в системе охлаждения ци­ линдров;

-Т б — датчик температуры подшипников компрессора;

-77 — датчик температуры рабочей обмотки двигателя;

-Р1 — датчик давления воздуха на входе первой ступени;