телефон
+380 50 035 07 69
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.