Разработка технических предложений по поддержанию производственной мощности филиала «Шахта «Юбилейная» за счет отработки запасов угля тонких пластов, страница 11

Для разработки тонких пластов, особенно опасных по внезапным выбросам наиболее перспективным направлением является струговая выемка, т.к. из всех видов очистного оборудования наиболее подготовленными являются струги.

В настоящее время эти проблемы решаются применением автоматизированных систем управления фирмы Marco Systemanalyse und Entwicklung GmbH.

Мозг системы управления стругом – это искробезопасный управляющий компьютер tsd/kb, имеющий плёночную клавиатуру и жидкокристаллический дисплей с трёхцветной подсветкой. Он смонтирован в массивном латунном корпусе и крепится на корпусе машины. Полная автоматизация лавы включает управление стругом, конвейером и крепью. С поверхности можно наблюдать и управлять установками, запрашивать данные об обслуживании, информацию о неполадках. Программы нахождения неисправностей, диагностирования и техобслуживания позволяют предельно упростить уход за сложными установками.

В полностью автоматизированной струговой лаве все процессы протекают под контролем компьютера. Дозированная струговая выемка обеспечивает строго определённую глубину резания, которая может изменяться в зависимости от крепости угля, чтобы оптимально использовать имеющиеся мощности привода. В случае различной крепости угля по длине лавы предотвращается неравномерная задвижка конвейера. Точность передвижения обеспечивается устройством “ридштаб”, которое распознает выдвижение домкрата передвижки. При такой автоматике для управления лавой требуются только один оператор и два помощника. Возможности струговой выемки с системой управления Marco показаны в таблице 2.

Средняя суточная нагрузка на автоматизированную лаву значительно превышает добычу в неавтоматизированной лаве. Так, например, на шахте Prosper-Haniel (Германия) это превышение составило 1000 т, а на шахте Heinrich-Robert 2000 т.

Таблица 2 - Параметры струговой выемки с системой управления Marco

Показатели	Крепкий уголь	Мягкий уголь
Глубина резания, мм	40-50	80-150
Скорость струга, м/сек	3	3
Площадь выемки, м2/мин.	5-6	10-18
Возможная добыча из лавы длиной 300 м, мощности пласта 1 м и машинном времени 50 %, т/сут	5000-6000	10000-18000

Российским аналогом автоматизированных систем управления фирмы Marco  является автоматизированная система управления УКМС. С целью обеспечения эффективной эксплуатации струговых и скрепероструговых  установок, УКМС выполняет следующие функции: осуществляет непрерывный контроль местонахождения струга с учетом его выбега при отключении напряжения питания; сохраняет информацию о местонахождении струга или скрепероструга при перерывах в его работе; обеспечивает безопасность эксплуатации и допускает корректировку задания текущего значения местонахождения машины.

Для автоматизации струговых установок применяется аппаратура АРУС.1М. В состав ее входит УКМС, выполняющее функции учета выбега и сохранения информации с использованием аккумуляторной батареи. Практические наблюдения показали, что средняя наработка на отказ аппаратуры АРУС.1М составляет 650 ч. Основные неисправности связаны с выходом из строя аккумуляторных батарей, источников питания и электронных блоков. Установлено, что отказ электронных блоков связан с выходом из строя интегральных микросхем. При этом 80% этих отказов сопровождаются искажением информации о местонахождении установки.

С целью устранения указанных недостатков существующей УКМС, разработана более совершенная его схема, позволяющая повысить его надежность за счет устранения аккумуляторной батареи при сохранении других необходимых требований к устройству.

Отличие такого устройства заключается в том, что счетчик местонахождения струга существующего УКМС разбит на два независимых счетчика: счетчик выбега (СВ) и счетчик абсолютных значений (САЗ). Обозначив состояние СВ  и САЗ , можно записать рекурсивное выражение для определения текущего местонахождения струга:

.                                      (1)

Данное устройство было реализовано в составе опытного образца аппаратуры АРУС.2М и испытано в шахте “Заперевальная № 2” ш/у “Донбасс” ГХК “Донуголь” для автоматизации струговой установки АРУС-2М. Общая наработка составила 2902 ч. Отказов и сбоев в работе устройства не наблюдалось.

Для осуществления автоматического управления комбайном необходимо автоматизировать в основном следующие производственные процессы:

1.  подача комбайна;

2.  управление приводом исполнительного органа;

3.  контроль и управление положением исполнительного органа выемочной машины относительно кровли и почвы пласта.

В начале 90-х годов в России в промышленное производство были выпущены системы автоматизации подачи комбайна САДУ-2  (для комбайнов 2К52 и 2К52М) и система САУК.

Решение управления исполнительным органом комбайна относительно кровли и почвы пласта осуществляется датчиком контроля границы «порода- уголь».

В Германии для правления шнековым комбайном используются компьютерные технологии, которые позволяют автоматизировать управление выемочной машиной и сохранить правильный уровень резания.

В Великобритании первый опыт сбора информации о подземных очистных работах и передачи этой информации был проведен впервые в середине 50—х годов. В настоящее время английские комбайны во время выемки используются в качестве передвижной геодезической платформы. Подвигание забоя измеряется непосредственно несколькими приборами с инфракрасной оптической системой, установленными на определенном расстоянии друг от друга вдоль очистного забоя.

В настоящее время в Англии разработан элемент-датчик, который жестко крепится к комбайну и регистрирует гамма -  радиацию естественного происхождения из пород выше пласта и измеряет ее затухание, вызванное увеличением мощности пачки угля при кровле. Внедряются датчики высоты кровли, с помощью которых можно определить положение барабана по отношению к кровле, обнаженной снятием предыдущей полосы. Разрабатываются системы обнаружения поломок механизма для предупреждения аварийных ситуаций.