Рассмотрены особенности применения устройств стволовой радиосвязи, указаны преимущества комплекта стволовой радио­связи СКРС-1, приведены результаты его внедрения на угольных шахтах.

   Применение современных средств связи в шах­те обеспечивает безопасность труда, спо­собствует оптимизации рабочего процесса, позволя­ет оперативно получать информацию о ходе выпол­няемых операций, значительно снижает вероятность производственных ошибок и нарушений техноло­гии. Одним из важнейших условий высокопроизво­дительной работы подъемных установок является на­личие средств сигнализации и связи между машини­стом и персоналом в подъемном сосуде |2]. От них зависит также развитие, ограничение и ликвидация аварийных ситуаций. Поэтому актуальным было со­здание эффективных средств связи с высоким уров­нем надежности, во взрывобезопасном исполнении всех устройств, находящихся в шахте.

   На угольных предприятиях Украины применя­ется аппаратура ШВС-ЗА (изготовитель - Сумской завод электронных микроскопов), АСМК-1, ШСС-1 (изготовитель - ОАО «Красный металлист»), ВЧСН-2 (разработчик - ОАО «Автоматгормаш им. В. А. Антипова»), с помощью которой коорди­нируются действия обслуживающего персонала при спуске и подъеме людей и оборудования. Примене­ние указанных средств на шахтах не обеспечивает до­статочную эффективность предпринимаемых мер по удовлетворению требований ПБ и повышению без­опасности подъема-спуска людей, а также осмотра и ремонта ствола.

   Созданы и внедрены в производство новые сред­ства контактной связи и сигнализации, радиосвязи и радиотелеуправления, бесконтактной индуктив­ной связи по тяговым и несущим канатам подъемной установки. Анализ результатов эксплуатации средств шахтной стволовой сигнализации и связи СШСС, аппаратуры стволовой радиосвязи для вертикальных подъемных установок «Весна-СРС» показывает, что эти системы имеют близкие технические характери­стики, а их применение на шахтах создает ряд труд­ностей. Основные причины неудовлетворительного использования систем: невысокая устойчивость ка­нала связи, необходимость конструктивной привязки к канатам подъемной установки, ограниченные функ­циональные возможности. Представляет интерес си­стема телезащиты и телесигнализации «Радуга-2», комплексы аппаратуры для шахтных подъемных установок «Сигнал-17», «Сигнал-18», «Сигнал-19», «Сигнал-20», которые предназначены для обеспече­ния связи и сигнализации между подъемными сосу­дами, машинным залом и посадочной площадкой, для экстренной остановки подъема.

   Устройство VFSK-41 (фирма «ZAM SERVIS», Чешская республика) для беспроволочной передачи информации между двумя транспортными сосудами и обслуживающим персоналом подъемной машины используется главным образом в стволах угольных шахт у подъемных машин с нижним уравновешива­ющим канатом и без него. Система мобильной радио­связи MR-90 (производство фирмы «FUNKE + HUS- TER», Германия) - это многоканальная радиосисте­ма передачи информации в подземных выработках.

   Специализированное предприятие ООО «Фир­ма Кронтекс», обладающее практическим опытом по­строения систем радиосвязи в закрытых и подзем­ных помещениях промышленных предприятий, око­ло десяти лет назад приступило к разработке средств радиосвязи для шахт, в том числе опасных по газу и угольной пыли.

   В результате проведения экспериментов в ство­лах на нескольких шахтах Донецкой области был определен оптимальный частотный диапазон. Ис­пытывались серийные промышленные радиостан­ции, работающие в диапазонах 25 - 50, 136 - 174, 400 - 470 МГц и обладающие стандартными техни­ческими характеристиками. Оказалось, что в диапа­зоне 136-174 МГц достигается максимальная даль­ность распространения радиоволн в вертикальных стволах различной конструкции. Физическое объяс­нение этому может быть следующее. При длине вол­ны 12 - 6 м (25 - 50 МГц) пространственные разме­ры ствола являются существенным препятствием и вызывают значительное затухание электромагнит­ной волны, при длине 2 м (136 - 174 МГц) радиовол­ны распространяются с меньшими потерями и имеют возможность огибать крупные предметы, при 70 см (400 - 470 МГц) потери увеличиваются из-за высо­кой влажности воздуха в стволе.

   По техническим характеристикам и по испол­нению, а также по надежности явными фаворитами оказались портативные радиостанции Р040/080 и GP320/340 компании «Motorola». Дальность связи увеличивается в случае применения на поверхности стационарной радиостанции «Motorola GM340» со стационарной антенной, установленной в районе ну­левой отметки или ниже (в зависимости от конструк­ции ствола). Большое значение имели также техниче­ские характеристики коаксиального радиочастотного кабеля, конструкция антенны, место ее расположе­ния с учетом апертуры антенны и близости металло­конструкций ствола.

   В МакНИИ и на шахтах прошел испытания раз­работанный ООО «Фирма Кронтекс» комплект СКРС-1, выполненный на базе радиостанций «Mo­torola», включающий портативные, клетевые и ста­ционарные радиостанции для эксплуатации на подъ­емных установках и в стволах шахт, в том числе опас­ных по газу и угольной пыли. В период испытаний СКРС-1 инженеры ООО «Фирма Кронтекс» со­вместно со специалистами МакНИИ провели ряд дополнительных экспериментов между двумя пор­тативными радиостанциями в вертикальных ство­лах различной глубины и конструкции [5], что также подтвердило возможность использования отдельной станции, расположенной в околоствольном дворе, для связи как с машинистом подъема, так и с клете­вой радиостанцией.

   Комплекты стволовой связи СКРС-1 установ­лены и успешно эксплуатируются на шахтах ГП «Артемуголь», «Добропольеуголь», «Луганск- уголь», «Донецкая угольная энергетическая ком­пания», «Свердловантрацит», ОАО «Павлоград- уголь», «Краснодонуголь», «Шахтоуправление «Донбасс», ОАО «Угольная компания «Шахта «Красноармейская-Западная №1».

   Комплект стволовой связи СКРС-1 предназна­чен для переговоров между машинистом подъема, ре­монтным персоналом и пассажирами в шахтной кле­ти в штатном режиме и экстремальных ситуациях. Его можно использовать для передачи данных от дат­чиков и устройств сигнализации (таблица). Область применения - подъемные установки, вертикаль­ные стволы, поверхностные комплексы шахт, в том числе опасные по выделению метана, взрыву уголь­ной пыли и по внезапным выбросам угля, породы и газа.

   Комплект обеспечивает выполнение следующих функций:

•    двухстороннюю связь между ремонтным пер­соналом и машинистом подъема, между  ремонтным персоналом и оператором лебедки (при выполнении операций по замене подъемных канатов);
•    двухстороннюю связь между машинистом подъема и пассажирами всех этажей клети;
•    передачу данных от датчиков и устройств сигнали­зации;
•    подачу с радиостанций сигналов тонального вызо­ва на связь и воспроизведение их в пунктах приема;
•    подавление в радиостанциях акустического шума в режимах «дежурного приема»;
•    индикацию включенного питания радиостан­ций;
•    индикацию на радиостанциях режима «пере­дача»;
•    индикацию предельно допустимого разряда автономных источников питания радиостанции.

   Клетевая радиостанция выполнена на базе радио­станций Р040/080 и GP320/340 фирмы «Motorola», помещенных в дополнительный корпус и оснащен­ных искробезопасными аккумуляторными блока­ми питания повышенной емкости. На лицевой па­нели защитной оболочки радиостанции расположе­ны кнопки «Вкл», «Вызов» и «Прд» («передача»). На нижней грани дополнительной оболочки радиостан­ции находится разъем для зарядки внешней аккуму­ляторной батареи.

   В качестве станции машиниста подъема исполь­зуется серийно выпускаемая радиостанция GM340 фирмы «Motorola» - изделие общего назначения с искробезопасной выходной цепью, уровень Иа. Корпус изготовлен из композитных материалов, на передней панели радиостанции расположены органы управления и регулировок, на задней - разъем для подключения выносной антенны. В качестве порта­тивных радиостанций применяются серийно выпус­каемые Р040/080 и GP320/340, дополненные блока­ми искрозащиты.

 
Показатели    Норма      
Обеспечение связи в стволах глубиной, м    1300      
Класс разборчивости речи по ГОСТ 16600, не менее    II      
Количество каналов связи в радиостанциях:          
машиниста подъема СМ 340    6      
Р040/080    16      
СР320/340    16      
Рабочий диапазон частот, МГц    136-174      
Выходная мощность передатчика, Вт, не менее, в радиостанциях:          
машиниста подъема СМ 340    5-25      
Р040/080, СР320/340    1-5      
Чувствительность приемников, мкВ, не менее    0,25      
Выходная мощность приемников, Вт, не менее, радиостанций:          
машиниста СМ 340    3      
Р040/080, СР320/340    0,5      
Продолжительность работы станции машиниста (при отключении сетевого питания) от автономного источника в течение, ч, не менее    3      
Время работы от одной зарядки аккумуляторной батареи при соотношении режимов «дежурный при­ем - прием - передача» 8:1:1, ч, не менее:          
носимой радиостанции    5      
клетевой станции    48      
Длина линии связи радиостанции машиниста с копровой антенной (коаксиальный кабель с волновым сопротивлением 50 Ом), м    До 150     

   Комплект стволовой радиосвязи СКРС-1 отне­сен к рудничному взрывозащищенному электрообо­рудованию со следующими уровнями и видами защи­ты его составных частей (рис. 1): радиостанция но­симая - РО ИаС; радиостанция клетевая - РО Иа; станция машиниста подъема PC - общего назначе­ния с выходной искробезопасной цепью, уровень Иа.

Рис. 1. Комплект стволовой связи СКРС-1.

   На основе СКРС-1 в НИИГМ им. Федорова соз­дан комплекс технических средств КТС БПУ, по­вышающий безопасность эксплуатации шахтных подъемных установок (рис. 2). В комплекс входят: контроллер ТХ9042, устройство отображения инфор­мации УОИ, датчики натяжения каната ДН и сраба­тывания парашюта ДП; комплект СКРС-1, который включает радиостанцию клетевую РК и станцию ма­шиниста подъема РС.

 

Рис. 2. Структурная схема комплекса технических средств КТС БПУ.

   При передаче информации о срабатывании пара­шюта, натяжении каната используется СКРС-1. Ин­формация с выхода радиостанции РС через провод­ную линию связи поступает на УОИ. Устройство обрабатывает информацию, сигнализирует о сраба­тывании защит и передает данные через контроллер ТХ9042 в систему УТАС.

   Комплекс КТС БПУ выполняет контроль: натя­жения каната, состояния и срабатывания парашютов, состояния канала радиосвязи, заряда аккумулятор­ного источника электропитания, а также диагностику состояния комплекса технических средств.

   Выводы. Комплекс внедрен на шахтах «Степная», «Южнодонбасская» № 1, «Вергелевская», «Белозер­ская», «Должанская-Капитальная», «Алмазная», ш/у «Луганское». Опыт эксплуатации комплектов ство­ловой радиосвязи СКРС-1 в вертикальных стволах угольных шахт показал их высокую эффективность, мобильность, надежность и удобство в техническом обслуживании.