УДК 622.64-531.6

СИСТЕМА АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ ТРАНСПОРТОМ ШАХТЫ

Семенов С.С., Гавриленко А.Б., студенты; Гавриленко Б.В., доцент, к.т.н.

Рассмотрим транспортный комплекс шахты, который осуществляет доставку полезного ископаемого от очистных забоев на поверхность шахты и включает в себя конвейерный транспорт с аккумулирующими емкостями, скиповой подъем.

Основным резервом повышения эффективности работы транспорта является рациональное использование производственных объектов, обеспечивающих выдачу на поверхность шахты суточной добычи угля, а также выбор и комплектование этих объектов технологическим оборудованием с оптимальными характеристиками.

В процессе работы конвейерной линии должно обеспечиваться наиболее выгодное (по условиям экономии электроэнергии) соотношение параметров – «уровень загрузки ленты – величина скорости ленты», не ограничивая при этом производительность забоя. При отсутствии твердого материала на ленте конвейер должен быть остановлен. Это позволит снизить потребление электрической энергии за счёт уменьшения времени непроизводительной работы конвейеров, а также повысит срок их службы. Существующие в настоящее время системы управления шахтными конвейерными установками не позволяют достаточно эффективно регулировать скорость движения ленты [1],[2]. Поэтому единственным вариантом регулирования ее скорости при непроизводительной работе является останов конвейеров на период времени, продолжительность которого определяется аккумулирующей способностью конвейерного става. Синхронизация моментов пуска (останова) конвейера с моментами поступления (прекращения поступления) груза на ленту позволяет уменьшить среднюю скорость продвижения груза к точке отказа за счет отключения линии при отсутствии забойного грузопотока, частичного или полного использования аккумулирующей способности свободных участков конвейерных линий.

Автоматическое поддержание в процессе разгрузки аккумулирующего бункера рационального соотношения параметров – «уровень загрузки бункера - уровень загрузки ленты - скорость движения ленты» обеспечит дополнительную экономию электроэнергии.

Эффективность использования подъёмной установки за один транспортный цикл повысится, если будет прекращено её функционирование в периоды максимума энергосистемы. Аналогично энергоустановки подземного загрузочного комплекса (приводы питателей, затворов, опрокидывателей) также должны будут прекратить функционирование. С учетом того, что установленная мощность токоприемников скиповых подъемных установок достигает 40% от общей величины по шахте, это даст возможность угольному предприятию значительно снизить величину заявленной мощности в часы максимума энергосистемы и уменьшить величину денежных затрат на оплату электроэнергии.

Основной целью комплексного управления транспортным комплексом шахты является выполнение условий эффективности при отклонении транспортных грузопотоков от расчетных значений. В ряде случаев, когда параметры транспортных установок не удовлетворяют условиям эффективности, система управления должна обеспечить непрерывную работу транспортной цепочки шахты по выдаче суточной добычи угля на поверхность шахты. Невыполнение этого требования приводит к значительным затратам средств.

Таким образом, критерий комплексного управления транспортом шахты заключается в обеспечении непрерывной работы шахтного транспорта по выдаче на поверхность суточной добычи угля в условиях отклонения грузопотоков от расчетных значений при минимально необходимом расходе электроэнергии на транспортирование единицы веса груза:

Для реализации критерия управления разработана структурная схема автоматизированной системы управления шахтным транспортом (рис.1).

Рисунок 1 - Обобщенная структурная схема трехуровневой системы автоматизированного управления транспортом шахты

На нижнем иерархическом уровне системы, средствами локальной автоматизации типа АУК-1м, АГП-61 и др.[1], осуществляется отбор информации с первичных измерительных преобразователей (ПИП), обнаружение отклонений технологических параметров от заданных значений, контроль и прогнозирование предаварийных ситуаций, защитные и управляющие функции с использованием исполнительных механизмов (ИМ).

На среднем иерархическом уровне искробезопасный микроконтроллер со встроенным программным обеспечением осуществляет в заданном цикле интервала усреднения данных реализацию управляющих функций по критерию эффективного управления, оптимизирует отдельные технологические участки, а также адаптирует структуру и параметры настройки регуляторов непосредственного цифрового управления к изменениям динамики технологического процесса.

На высшем иерархическом уровне управляющей микро-ЭВМ (устанавливается на пульте горного диспетчера) производится сбор и итоговая обработка информации с микроконтроллера (микроконтроллеров) среднего уровня, по результатам которой принимаются решения по организации, синхронизации и координации взаимодействия энергомеханического оборудования, входящего в транспортный комплекс шахты.

В предлагаемой системе автоматизированного управления конвейерным транспортом шахты действуют: входные возмущения, обусловленные дискретным характером забойных грузопотоков с переменной интенсивностью в периоды непрерывных поступлений твердого материала; внутренние возмущения объекта, вызванные экстренными и аварийными остановами, а также возмущения на выходе объекта, связанные с ограниченной пропускной способностью сопряженных транспортных звеньев (аккумулирующий бункер, грузовой подъем, рельсовый транспорт) или с нарушением нормального режима их работы. Управление транспортным комплексом шахты осуществляется по величине текущего минутного грузопотока твердого материала, а управляющей величиной выступает временная синхронизация работы отдельных машин и установок. Интенсивность грузопотоков измеряется с помощью конвейерных весов ЭГВ, а управляющей микро-ЭВМ с использованием специального алгоритма составляется прогноз текущих грузопотоков. Применение системы автоматизированного управления позволит повысить эффективность работы транспортного комплекса шахты.

Перечень ссылок:

1. Стадник Н.И. и др. Справочник по автоматизации шахтного конвейерного транспорта. – К.: Техника, 1992.-438с.

2. Иванов А.А. Автоматизация процессов подземных горных работ. – К.,Д.: Вища школа, 1987.-328с.

Публикация в научно-методическом сборнике "Наука - практика", выпуск - 6 (Донецк-2001).