Анистратенко Владимир Леонидович

Факультет:  "Компьютерные информационные технологии и автоматика"

Специальность: "Электронные системы" - "ЭлС"

Обоснование количесвенных и качественных параметров откачки метана комплекса контроля и автоматизации откачки метана

Цель работы – разработка рекомендаций по применению датчиков и периферийных устройств дегазационных систем контроля и автоматического управления, обоснование количественных и качественных характеристик параметров откачки метана.

Метод исследования – анализ существующих технических средств измерения параметров контроля, диагностики, защиты и управления дегазационными системами и выработка рекомендаций по выбору и разработке недостающих средств с техническими данными позволяющими реализовать систему управления с заданными функциями.

Актуальность поставленной задачи.

В настоящее время в угольной промышленности наблюдаются тенденции к сокращению количества шахт и лав. В то же время нагрузка на забой и суточная добыча из лав постоянно увеличивается. В высоконагруженных лавах, особенно при отработке газообильных пластов, увеличивается количество выделяемого метана и опасность газодинамических явлений.

Внедрение на шахтах дегазационных систем позволит существенно уменьшить опасность газодинамических проявлений, повысить безопасность, нагрузку на забой и получить экономический эффект от утилизации добываемого метана.

Для обеспечения эффективной и безопасной работы дегазационная система, состоящая из дегазационных скважин, газоотсасывающих и нагнетательных трубопроводов, вакуум-насосов, отсасывающих вентиляторов и других машин, должна быть оборудована комплексом средств контроля, автоматического управления, диагностики состояния оборудования и защиты.

Технологическое оборудование должно быть оснащено комплектом контрольно-измерительной аппаратуры для визуального контроля состояния системы: расходомеры, газоанализаторы, манометры, вакуумметры, термометры. В связи с этим, необходимо произвести выбор необходимых приборов из номенклатуры, выпускаемой промышленностью.

 

Кроме этого, для эффективной работы комплекса средств контроля и автоматического управления дегазационной системы, необходимо выбрать ряд стационарных датчиков из существующих и дать рекомендации по разработке недостающих датчиков.

Назначение работы – на основе анализа дегазационной системы, как объекта автоматизации, и с учетом разработанных рекомендаций по выбору датчиков и периферийных устройств создать предпосылки для последующей разработки комплекса технических средств контроля, диагностики и автоматического управления, который обеспечит:

-       контроль аэрогазовой обстановки в местах расположения технологического оборудования;

-       контроль дебита скважины;

-       контроль процентного содержания метана в скважинах и газопроводах;

-       контроль расхода метановоздушной смеси;

-       контроль температуры газовоздушной смеси;

-       контроль давления метана при его сжатии;

-       непрерывную запись в память количества добытого метана за смену, сутки, месяц с возможностью считывания информации;

-       контроль и диагностику параметров вакуум-насосных станций;

-       контроль и диагностику параметров газоотсасывающих вентиляторов;

-       защиту и предупреждение аварийных ситуаций в дегазационной системе;

-       световое и звуковое предупреждение обслуживающего персонала о пред-аварийной ситуации;

- выдачу необходимой информации на табло оператору и диспетчеру на поверхность.

                                             

Дегазационная система состоит из распределенных в пространстве дегазационных скважин, газоотсасывающего трубопровода, проложенного по горным выработкам, стволу и на поверхности шахты, вакуум-насосной станции на поверхности. Скважины присоединяются к газоотсасывающему трубопроводу.Схема вакуум-насосной станции имеет вид:

                                     

Каждая скважина оборудуется задвижкой, водоотделителем, патрубками для замера вакуума, дебита скважины и концентрации метана переносными приборами и для установки стационарных датчиков.

 Каждая скважина имеет ограниченный срок службы, определяемый предельно допустимыми минимальным дебитом скважины и концентрацией метана в метановоздушной смеси.

Структурная схема дегазационной системы имеет вид:

 

Количество извлекаемой газовой смеси, концентрация метана в ней, давление на входе и выходе вакуум-насосов измеряются стационарными приборами, установленными на поверхности в помещении вакуум-насосной станции (ВНС). Метанодобываемость при дегазации участков, давление в газопроводах, содержание метана в извлекаемом газе измеряются полустационарными и переносными приборами.

В настоящее время эта проблема окончательно не решена т.к. в Украине никаких “новинок” не вводят,а все системы откачки метана советских времен устарели как морально так и физически.