ДонНТУ | RU | EN | Магистры ДонНТУ |
Факультет: Электромеханики и автоматикиСпециальность: Электромеханическое оборудование энергоемких производствТема магистерской работы:Обоснование параметров и разработка конструкции устройства видеонаблюдения шахтного аккумуляторного электровоза АМ8ДРуководитель: ст.преподаватель кафедры ГЗТиЛ Деревянский Вадим Юрьевич |
Уголь в Украине является основным энергоносителем, поэтому от работы угольной промышленности зависит состояние экономики государства. В технологическом процессе добычи полезного ископаемого в шахте подземный транспорт является одним из важнейших звеньев. Назначением его является транспортирование горной массы по горным выработкам от забоя к стволу шахты, перевозка оборудования и материалов от ствола к месту производства работ, а также перевозка людей по подземным горным выработкам к месту их работы [1].
Основными транспортными средствами для перевозки вспомогательных материалов и людей на горизонтальных откаточных выработках угольных шахт является электровозы. Они перевозят 94% всего грузооборота. На шахтах наибольшее распространение получили аккумуляторные электровозы. Расстояния, на которое перевозят любые грузы и людей достигают 5-10 км. Производительность практические не ограничена и регулируется числом работающих локомотивов [2].
Поэтому дальнейшему совершенствованию технологии и развитию средств локомотивной откатки, придается первостепенное значение.
По данным МакНИИ в период 2001 - 2005 гг. в угольной промышленности Украины на шахтном транспорте при работе локомотивной откатки произошло 43 несчастных случая. Это свидетельствует о необходимости проведения работ по повышению безопасности труда на шахтном локомотивном транспорте. Повышение безопасности труда возможно на основе внедрения в практику проектирования и эксплуатацию транспорта передовых достижений науки и техники.
Целью работы является разработка устройства видеонаблюдения шахтного аккумуляторного электровоза АМ8Д и обоснование её параметров.
Для достижения этой цели необходимо решить следующие задачи:
В магистерской работе предложено устройство видеонаблюдения для шахтного аккумуляторного электровоза АМ8Д, позволяющая улучшить обзор из кабины машиниста и снизить травматизм при эксплуатации локомотивного транспорта в угольных шахтах Украины.
Вопросами повышения безопасности при эксплуатации шахтного локомотивного транспорта, определение причин травматизма при локомотивной откатке занимались ученые и исследователи: Дебелый В.Л., Дебелый Л.Л., Аршава В.Г., Морозов И.Ф., Яковлев В.С., Самородов А.И., Чуйко И.Т., Гольцов А.Н., Равдонис В.А., Бунько В. А., Волотковский С. А., Пявняк Г.Г. [3-6].
По данным МакНИИ, на сегодняшний день существует проблема высокого уровня травматизма рабочих на шахтном локомотивном транспорте – наблюдается ежегодное количественное увеличение случаев травматизма со смертельным исходом. Поэтому разработка средств по повышению безопасности локомотивного транспорта в угольных шахтах Украины является актуальной.
По данным МакНИИ в период 2001 - 2005 гг. в угольной промышленности Украины при эксплуатации локомотивного транспорта произошло 43 несчастных случая со смертельным исходом.
Ниже приведены примеры смертельного травматизма:
Приведенный анализ показал, что примерно 50% случаев смертельного травматизма на локомотивном транспорте происходит вследствие плохого обзора из кабины машиниста. Поэтому имеет место наезд на пострадавших подвижно состава или их прижатие к элементам выработок (крепи, трубопроводам), а также травмирование машинистов электровоза при управлении электровозом стоя в кабине или выглядывании из кабины во время движения, в местах где зазор не соответствует требованиям безопасности. Для устранения этого недостатка рекомендуется оборудовать электровоз устройством видеонаблюдения.
В статье Дебелый В.Л., Дебелый Л.Л. [3] произведен анализ травматизма на рудничном транспорте, выявлены закономерности травмирования работников шахты. Определены основные причины, повлекшие за собой различного вида травмы горнорабочих. С учетом требований и рекомендаций МакНИИ, на предприятии ЗАО ПКФ "Амплитуда" разработаны и внедрены новые конструкторские решения в области производства рудничного транспорта.
В работе Аршава В.Г., Морозова И.Ф., Яковлева В.С. [4] определено, что выработки, оборудованные аккумуляторными электровозами, имеют наиболее высокий уровень травматизма. Приводятся примеры несчастных случаев произошедших на шахтах Украины при эксплуатации локомотивного транспорта и рассматриваются причины повлекшие их. В результате проведенного анализа выявлено, что большое количество несчастных случаев происходит с трудящимися, не связанными с обслуживанием рельсового транспорта при их передвижении по откаточным выработкам, что свидетельствует о неудовлетворительной организации перевозки людей и отсутствия безопасных зазоров в выработках.
В статье Самородова А.И., Чуйко И.Т., Гольцова А.Н., Равдониса В.А. [5] проведен анализ причин несчастных случаев, прошедших при эксплуатации локомотивного транспорта. Определены конструктивные недостатки аккумуляторных электровозов, провоцирующие нарушение машинистами Правил безопасности и приводящие к возможному травматизму работников шахты.
В работе Бунько В.А., Волотковский С.А., Пявняк Г.Г. [6] изложены вопросы безопасности применения рудничной электровозной откатки. Определены направления в повышении безопасности работ на подземном локомотивном транспорте.
Для предотвращения травматизма при эксплуатации локомотивного транспорта в выработках с несоответствующими требованиям ПБ зазорами, предлагается использовать стационарное устройство видеонаблюдения для шахтного аккумуляторного электровоза АМ8Д, предусматривающую крепление видеокамеры на электровозе.
Стационарное устройство видеонаблюдения шахтного аккумуляторного электровоза состоит из видеокамеры, видеомонитора и кабелей (см. рис.1).
Для выбора видеокамеры были сформулированы следующие основные требования: взрывобезопасность, защита от попадания внутрь пыли и влаги, высокая устойчивость к коррозии, высокая разрешающая способность, высокая чувствительность, высокое качество изображения, небольшие масса и габариты. На основании анализа источников [7, 8, 9] выбрана видеокамера КТП-281Ех (табл.1).
Таблица 1. – Техническая характеристика взрывобезопасной видеокамеры КТП-281Ех
Параметр | Значение |
Маркировка взрывозащиты | 1ExdIICT6 |
Степень защиты оболочки | IP67 |
Чувствительный элемент | 1/3 ПЗС-матрица |
Формат | CCIR |
Разрешение по горизонтали, ТВЛ | более 470 |
Чувствительность, лк | 0,1 |
Угол обзора по горизонтали, град | 50 |
Потребляемый ток, мА | 200 |
Диапазон рабочих температур, oС | -40 …. +40 |
Габаритные размеры, ДxШ, мм | 140 x 36 |
Напряжение питания, В | 12 |
Относительная влажность | до 100% |
Вес, кг | 0,8 |
Видеомонитор должен соответствовать следующим основным требованиям: взрывобезопасность, высокая устойчивость к коррозии, минимальные энергозатраты, высокая разрешающая способность, способность использовать ТВ-сигнал, обеспечение необходимых углов обзора дисплея, высокая стойкость к вибрациям, небольшие масса и габариты. С помощью источников [7, 10, 11] принят взрывобезопасный жидкокристаллический видеомонитор Triton D1 (табл. 2).
Таблица 2. – Техническая характеристика видеомонитора Triton D1
Параметр | Значение |
Маркировка взрывозащиты | II2G EEx d IIB T4 |
Степень защиты оболочки | IP67 |
Диагональ экрана, "/см | 15 / 38.1 |
Яркость (типовая), кд/м2 | 400 |
Угол обзора (верх/низ); (лев/прав),° | 160; 160 |
Максимальное число адресуемых точек | 1024x768 |
Шаг точки, мм | 0,297 |
Напряжение питания, В | 24 |
Потребляемая мощность, Вт | 40 |
Габариты, ДхВхШ, мм | 489 х 483 х 161 |
Температура рабочая, °С | -35 … +45 |
Допустимая относительная влажность | 98%, 35°С |
Допустимая синусоидальная вибрация | 20-2000Гц, 6,06g |
Допустимые одиночные удары | 60g, 11мс |
Вес, кг | 25 |
Для передачи видеосигнала от видеокамеры к видеомонитору может быть использован кабель РК-75-2-11. Питание устройства видеонаблюдения осуществляется от аккумуляторной батареи электровоза. При этом используется любой гибкий кабель, рассчитанный на напряжение 12В (видеокамера) и 24В (видеомонитор) и допущенный к эксплуатации в угольных шахтах (кабели на рисунке не показаны).
Видеокамера (поз.1 на рис.) устанавливается на корпусе электровоза над буферным устройством, где приваривается металлический уголок (поз.2), к которому с помощью болтового соединения крепится кронштейн с видеокамерой. Видеомонитор (поз.3) располагается в кабине слева от машиниста. Для крепления используется сварная конструкция из двух швеллеров (поз.4) и металлической пластины, болтовые соединения. Для защиты монитора задняя стенка конструкции отшита металлическим листом с проемом для подключения кабелей, а для предохранения от падающих сверху предметов используется съемный металлический козырек (поз.5). Подключения монитора осуществляются с помощью разъемных соединений.
Применение стационарного утройства видеонаблюдения на шахтном аккумуляторном электровозе позволит улучшить обзор из кабины машиниста и повысит безопасность локомотивного транспорта в угольных шахтах Украины.
Направлением дальнейших исследований является разработка устройства дистанционного видеонаблюдения для шахтного аккумуляторного электровоза АМ8Д и оформление полезной модели.
1. Сафонов Г.Н., Мотин П.А. Машинист шахтных локомотивов. М.: Недра, 1985. – 276с.
2. Проектирование транспортных систем энергоемких производств/В. А. Будишевский, А. А. Пуханов, А. К. Носач, А. А.Сулима, А. И. Ганза. Под ред. В. А. Будишевского, А. А.Сулимы – Донецк, 2002. – 481с.
3. Дебелый В.Л., Дебелый Л.Л. О модернизации электровозов АМ-8Д и 2АМ-8Д в ходе капитального ремонта // Уголь Украины, 2007. - №4. – с.23-24
4. Аршава В.Г., Морозов И.Ф., Яковлев В.С. Предупреждение аварий и травматизма на угольных шахтах. – М: Техника, 1973.– с.146-150
5. Самородов А.И., Чуйко И.Т., Гольцов А.Н., Равдонис В.А. Технические причины травматизма при электровозной откатке и пути их устранения // Уголь Украины, 2003. - №10. – с.40-41
6. Бунько В. А., Волотковский С. А., Пявняк Г.Г. Повышение безопасности рудничной электровозной откатки – М.: Недра, 1964. - 256с.
7. Гедзберг Ю. М. Охранное телевидение.– М.: Горячая линия телеком, 2005. – 310с.
8. www.rastr.natm.ru Сайт компании «Растр». Приведены рекомендации выбора типа телевизионных камер для систем наблюдения во взрывоопасных зонах в зависимости от категории взрывоопасной зоны и условиями эксплуатации. Приведено описание и характеристики взрывозащищенных телевизионных камер КТП-186Ex, КТП-187Ex, КТП-202, КТП-277Ех, КТП-281Ех.
9. http://www.tahion.spb.ru/catalog.shtml Сайт компании «Таксион». Представлены паспортные данные видеокамеры ТВК-18ВБ для взрывоопасных помещений.
10. Никулин О. Ю., Петрушин А.Н. Системы телевизионного наблюдения: Учебно-справочное пособие. – М.: Оберег-РБ, 1997. – 224с.
11. http://adm.rtsoft.ru/common/img/uploaded/files/PDF2/Triton_D1_manual_E_format.pdf The description and characteristics of explosion proof monitor Triton D1.
© ДонНТУ, 2008, Сергеев В.А.