Обзор системы

Интеллектуальная система местной вентиляции шахты — это многофункциональное, энергоэффективное устройство автоматического управления, предназначенное для обеспечения безопасности горных работ. Оно объединяет систему управления местной вентиляцией шахты и местные вентиляторы. Система оснащена специально разработанными местными вентиляторами, соответствующими датчиками мониторинга и другими сигналами мониторинга, которые подключаются к системе автоматического управления ПЛК для замкнутого контура управления. Это изменило ситуацию в стране, когда работа местных вентиляторов не имела эффективного мониторинга и контроля, органично объединив эффективное управление шахтой и безопасную и эффективную работу оборудования. В результате уменьшилась опасность, связанная с метаном на рабочих участках шахты, повысилась безопасность работы оборудования и обеспечилась безопасная и эффективная добыча полезных ископаемых.

Система состоит из хост-компьютера, местных вентиляторов, устройства регулировки частоты вращения, интеллектуального управления и распределителя воздуха.

 

 

Состав и функции

(1) Состав изделия

Устройство состоит из преобразователя частоты, ПЛК, переключающих элементов, датчика концентрации метана, датчика температуры, датчика скорости ветра, датчика окиси углерода, датчика пыли, системы вещания и сетевой системы, а также самого вентилятора (см. рис. 2).

Взрывозащищенный коммутатор устанавливается в подземном распределительном пункте и подключается к подземному кольцевому коммутатору, обеспечивая как бесперебойное питание, так и бесперебойную работу основной сети. Для подключения взрывозащищенного коммутатора к интеллектуальному преобразователю частоты можно использовать витую пару или оптоволокно. При небольшом расстоянии используется витая пара (до 100 метров), а на больших расстояниях — оптоволокно. В интеллектуальном преобразователе частоты предусмотрены интерфейсы Ethernet и оптоволокна. Данные видео и датчиков передаются через Ethernet на хост-компьютер диспетчерской.

 

 

Рисунок 2. Структура интеллектуальной сетевой системы

(2) Функции и принцип работы

Режим работы устройства регулировки скорости: режим управления устанавливается на основе собранных сигналов о содержании метана, температуре, скорости ветра, СО и пыли.

В соответствии с «Правилами безопасности» обычная регулировка скорости основана на концентрации метана и имеет три режима работы: «режим автоматической вентиляции», «режим автоматического удаления метана» и «режим ручного задания частоты».

Режим автоматической вентиляции

Для шахт с низким содержанием метана, когда концентрация метана на забое и в районе обратной тяги не превышает установленного значения, устройство регулировки скорости работает в режиме автоматической вентиляции. В этом случае управление скоростью вентилятора осуществляется с учетом объёма воздуха в выработке, температуры, содержания СО и пыли. Если значение любого из параметров (объём воздуха в выработке, температура, содержание СО и пыли) на любом из контрольных пунктов превышает установленное значение, устройство регулировки скорости автоматически увеличивает скорость вращения и увеличивает подачу воздуха (верхний предел частоты) до тех пор, пока сигнал о превышении нормы не вернется к установленному безопасному значению. После этого скорость вращения вентилятора уменьшается (нижний предел частоты). При этом концентрация метана должна постоянно оставаться в пределах безопасного значения. При любом превышении нормы немедленно переключается в режим автоматического удаления метана.

—— Верхний предел частоты: 30–50 Гц

—— Нижний предел частоты: 20–45 Гц

—— Диапазон регулировки скорости устройства регулировки скорости в режиме автоматической вентиляции: между установленным значением нижнего предела частоты и установленным значением верхнего предела частоты.

Расположение и количество датчиков расхода воздуха, СО, пыли и температуры выбираются в соответствии с фактическими условиями подземных работ.

Интеллектуальная система местной вентиляции может быть связана с существующими в шахте системами определения местоположения персонала и транспортных средств. Регулировка скорости и автоматическое управление объёмом воздуха осуществляется в зависимости от изменения местоположения персонала и транспортных средств.

Автоматическое удаление метана

Устройство регулировки скорости обычно работает в режиме автоматической вентиляции. Если фактическая концентрация метана на забое ≥ установленного значения для забоя или фактическая концентрация метана в районе обратной тяги ≥ установленного значения для района обратной тяги, устройство автоматически переключается в режим автоматического удаления метана. Скорость вращения вентилятора автоматически регулируется в зависимости от концентрации метана на забое. Если концентрация метана на забое увеличивается, скорость вращения вентилятора уменьшается; если концентрация метана на забое уменьшается, скорость вращения вентилятора увеличивается. Регулируется объем воздуха, подаваемого вентилятором, чтобы избежать превышения допустимой концентрации метана.

Если фактическая концентрация метана на забое ≥ 1,5%, устройство регулировки скорости автоматически останавливается. Устройство автоматически запускается, когда фактическая концентрация метана на забое снижается до значения повторного запуска. Если фактическая концентрация метана на забое < установленного значения для забоя и фактическая концентрация метана в районе обратной тяги < установленного значения для района обратной тяги, через 10 минут устройство автоматически переключается в режим автоматической вентиляции.

(3) Режим работы «горячего резервирования»

«Горячее резервирование» — это функция переключения между основным и резервным устройствами регулировки скорости. Устройство регулировки скорости управляет автоматическим переключением местных вентиляторов, питаемых от двух независимых источников питания, и имеет следующие функции:

(1) При автоматическом запуске основного вентилятора резервный вентилятор находится в режиме ожидания.

(2) Если основной вентилятор останавливается или отключается, резервный вентилятор автоматически запускается в автоматическом режиме.

(3) Если основной вентилятор работает и выходит из строя, резервный вентилятор немедленно запускается автоматически. После восстановления работы основного вентилятора его можно запустить, нажав кнопку запуска основного вентилятора. Основной вентилятор запускается автоматически, когда частота выходного сигнала резервного вентилятора снижается до 0 Гц.

(4) Блокировка по ветру и метану и описание функций

Блокировка по ветру: После запуска основного устройства регулировки скорости и достижения выходной частоты 20 Гц выходной узел замыкается. После остановки основного устройства регулировки скорости выходной узел размыкается. (Примечание: этот узел используется для управления питанием силового оборудования).

Блокировка по метану: Если устройство регулировки скорости работает в автоматическом режиме и входная концентрация метана (в районе обратной тяги ≥ 1,5%) или (на забое ≥ 1,0%), выходной узел размыкается (Примечание: этот узел используется для управления питанием силового оборудования).

Дисплей: Программное обеспечение конфигурирования хост-компьютера должно одновременно контролировать состояние работы местных вентиляторов на всех рабочих участках. Если на каком-либо рабочем участке возникает аварийное или тревожное сообщение о вторжении, индикатор аварийного состояния мигает, а звуковой сигнал подает звуковой сигнал. Нажав на этот индикатор аварийного состояния, можно просмотреть подробную информацию об аварии. Если это тревожное сообщение о вторжении, нажав на значок камеры, можно открыть камеру этого рабочего участка для просмотра видеоинформации. Если необходимо передать сообщение персоналу, работающему на этом рабочем участке, можно нажать на значок управления вещанием и открыть страницу управления вещанием.

Для управления или настройки местного вентилятора на каком-либо рабочем участке необходимо нажать на значок управления и настройки и открыть соответствующую страницу управления и настройки. Управление и настройка доступны только после входа в систему администратора.

Мониторинг температуры и вибрации подшипников вентилятора: Система также включает дополнительные функции, зависящие от условий эксплуатации вентиляторов на объекте заказчика, например, мониторинг температуры и вибрации подшипников вентилятора. Подшипники электродвигателя вентилятора являются наиболее уязвимыми компонентами. При превышении температуры подшипника заданного значения система выдает предупреждение, позволяя персоналу своевременно провести ремонт и предотвратить внештатные ситуации.

Функция напоминания о техническом обслуживании вентилятора: Система дополнена функцией напоминания о техническом обслуживании вентилятора, которая отслеживает и рассчитывает время работы вентилятора. На основе руководства по техническому обслуживанию производителя можно установить напоминания о сроках обслуживания, предотвращая пропуск или задержку обслуживания, значительно увеличивая срок службы вентилятора и повышая удобство его обслуживания.

 

 

Схема конфигурации интеллектуального вентилятора модульной конструкции

Установка состоит из системы местной вентиляции с двумя вентиляторами, автоматического переключателя воздухораспределителя, кронштейна вентилятора, частотного преобразователя, ПЛК, коммутационных элементов, датчика концентрации газа, датчика температуры, датчика скорости воздуха, датчика окиси углерода, датчика пыли, системы оповещения, сетевой системы и самого вентилятора. Функциональность может быть изменена в зависимости от потребностей.

Схема конфигурации интеллектуального вентилятора моноблочной конструкции

Интеллектуальный вентилятор моноблочной конструкции — это новая разработка нашей компании, представляющая собой сочетание частотного преобразователя и местного вентилятора. Радиатор устройства частотно-регулируемого привода местного вентилятора с воздуховодом установлен внутри воздуховода местного вентилятора. При работе местного вентилятора высокоскоростной поток воздуха проходит по поверхности радиатора и корпусу электродвигателя, повышая эффективность теплоотвода радиатора и электродвигателя.

 

 

Трехходовой воздухораспределитель

Вентиляторы местной вентиляции с воздуховодами Y-образной и Т-образной формы

Осевые вентиляторы местной вентиляции с переключаемым трехходовым воздуховодом Y-образной или Т-образной формы

Область применения

При разработке и эксплуатации шахт местные вентиляторы используются для вентиляции, пылеудаления и разбавления вредных газов при проходке выработок, добыче угля в выработках и уравновешивающей вентиляции. В соответствии с требованиями правил безопасной эксплуатации шахт, местные вентиляторы используются для вентиляции рабочих участков проходки. Вентиляция не должна прекращаться ни во время работы, ни во время смены. Однако в случае ремонта, отключения электроэнергии и других причин, требующих отключения электроэнергии, персонал должен быть эвакуирован, электропитание должно быть отключено, что приведет к экономическим потерям из-за простоя, а также к проблемам безопасности, таким как превышение допустимого уровня метана в шахте. Поэтому наша компания разработала автоматический переключатель с двумя вентиляторами для обеспечения безопасности и предотвращения аварий, Y-образный и Т-образный трехходовые воздуховоды, которые можно приобрести по желанию.

Конструкция

Автоматический трехходовой Y-образный переключатель Трехходовой Y-образный переключатель с воздуховодами обычно используется в системах с двумя вентиляторами местной вентиляции или интеллектуальными вентиляторами. Он разработан для обеспечения быстрого переключения между двумя вентиляторами в режиме резервирования. Трехходовой Y-образный переключатель с воздуховодами нашей компании имеет простую и рациональную конструкцию, высокую аэродинамику, удобство монтажа и небольшой вес. Внутренняя конструкция включает в себя автоматический переключающий язычок, который обеспечивает автоматическое переключение в зависимости от давления в воздуховоде вентилятора. Он герметичен и предотвращает утечки воздуха. В местах соединения с вентилятором предусмотрены фланцевые соединения или гибкие соединения воздуховодов, что упрощает подключение и установку. Также возможен индивидуальный заказ в соответствии с требованиями заказчика. Стандартные размеры Y-образных воздуховодов: Y-FT-№4.5, Y-FT-№5.0, Y-FT-№5.6, Y-FT-№6.0, Y-FT-№6.3, Y-FT-№6.7, Y-FT-№7.1, Y-FT-№7.5, Y-FT-№8.0, Y-FT-№10.0 и другие.

Трехходовой Т-образный переключатель Трехходовой Т-образный переключатель с воздуховодами может использоваться для обнаружения метана или распределения воздушного потока. В месте короткого соединения установлен переключающий затвор, который пользователь может открывать или закрывать по мере необходимости. Трехходовой Т-образный переключатель с воздуховодами нашей компании может быть спроектирован под углом 90 или 45 градусов в соответствии с требованиями заказчика. В месте расположения затвора предусмотрены пазы для фиксации в открытом и закрытом положениях. Затвор герметичен и предотвращает утечки воздуха. В местах соединения с вентилятором предусмотрены фланцевые соединения или гибкие соединения воздуховодов, что упрощает подключение и установку. Также возможен индивидуальный заказ в соответствии с требованиями заказчика. При индивидуальном заказе необходимо указать размеры配套风筒 и выходного отверстия配套风机.

 

Принцип работы