- в исходящих струях выемочных участков при разработке крутых пластов, опасных по внезапным выбросам, независимо от наличия электроэнергии;
- в исходящих струях очистных выработок и выемочных участков, ft ни которых применяется электроэнергия;
- в камерах для машин и электрооборудования в рудничном нормальном исполнении и электрооборудования общего назначения;
- в камерах для .машин и электрооборудования, проветриваемых исходящими струями воздуха;
- в выработках с исходящей струей воздуха за пределами выемочных участков, если в них имеется электрооборудование и кабели.
Датчики стационарных автоматических приборов контроля содержания метана должны устанавливаться:
- в поступающих струях очистных выработок при нисходящем проветривании - на расстоянии не более 5 метров от лавы в верхней части сечения выработки на стороне, противоположной лаве. При восходящем проветривании очистных выработок на пластах, опасных по внезапным выбросами угля и газа, - между лавой с распредпунктом на расстоянии не более 50 м от лавы;
- в исходящих струях очистных выработок—в 10 — 20м от очистного забоя у стенки, противоположной выходу из лавы, в верхней части выработки. При спаренных лавах с общей исходящей струей воздуха или при схемах проветривания выемочных, участков с подсвежением исходящей вентиляционной струи — в очистной выработке на расстоянии не более 15 м от выхода из нее;
- в исходящих струях выемочных участков — в начале вентиляционного штрека в 10-20 м от ходка, уклона, бремсберга или промежуточного квершлага;
- в поступающих струях выемочных участков — в 10 —20 м от места входа поступающей струи на участок.
2.3 Выбор технических средств для обеспечения автоматической газовой защиты шахты
Комплекс автоматической газовой защиты и телемеханического контроля содержания метана в рудничной атмосфере является составной частью автоматизированной системы проветривания.
В автоматизированной системе приветривания должны использоваться те средства автоматической газовой защиты, при помощи которых может быть обеспечен сбор и передача в УВМ необходимой информации и содержание метана в различных местах шахты. К таким средствам может быть отнесен комплекс «Метан».
Многофункциональная комплексная аппаратура — комплекс «Метан» - предназначена для непрерывного местного и централизованного контроля содержания метана и выдачи сигнала на автоматическое отключение электрической энергии контролируемого объекта при достижении предельно — допустимой концентрации метана (0,5; 0,7; 1,0; 1,5; 2,0 %) в угольных шахтах, опасных по газу.
Комплекс может использоваться как самостоятельно, так и в системах оперативно — диспетчерского управления проветриванием, системах автоматического регулирования проветривания отдельных участков и в лавах угольных шахт.
Комплекс аппаратуры «Метан» состоит из анализаторов метана AT 1-1 и AT 3-1. При этом анализатор метана AT 1-1 состоит из датчика метана ДМТ-4 и аппарата сигнализации АС-5, а анализатор AT 3-1 - из трех датчиков ДМТ-4 и аппарата сигнализации АС-6. Каждый из датчиков ДМТ-4 обеспечивает непрерывный автоматический контроль содержания метана в месте его установки, аварийную световую сигнализацию, передачу телеметрической информации и сигнала в аппарат АС-5 или АС-6 на отключение электроэнергии. Аппарат AC- J служит для питания датчика ДМТ-4, визуального контроля за содержанием метана, местной световой и звуковой аварийной сигнализации, автоматического отключения электроэнергии при достижении предельно допустимой концентрации метана. Аппарат АС-6 выполняет те же функции для трех датчиков ДМТ-4.
Стойка приема информации СПИ-1 предназначена для приема и регистрации телеметрической информации и аварийной сигнализации от анализаторов метана AT 1-1 и AT 3-1. В каркасе стойки рас-—— положены выемные блоки измерения, регистрации и сигнализации. В блоке измерения и сигнализации расположены усилители с приемником сигналов на 14; 20; 26 кГц. На лицевой стороне стойки под блоками сигнализации расположена панель с гнездами для телефонной связи с аппаратами сигнализации и датчики., в нижней части находятся блоки питания.
Общий принцип действия комплекса «Метан» заключается в обработке электрических сигналов, поступающих от чувствительных элементов датчиков, передаче этих сигналов на аппараты сигнализации и далее на СПИ-1 диспетчеру. Количественное содержание метана в воздухе определяется беспламенным сжиганием его при температуре около 400 град. С в камере сгорания датчика ДМТ-4. При этом тепловой сигнал преобразуется в электрический, усиливается и поступает на указывающий прибор аппарата АС-5 или АС-6 и транзитом - на СПИ— 1 диспетчерского пункта. При достижении установленной предельно — допустимой концентрации метана датчик выдает релейный сигнал в аппарат на отключение напряжения контролируемого объекта (участка) и аварийный сигнал на СПИ-1 диспетчеру.
2.4 Описание принципа действия основных технических средств автоматической газовой защиты шахты
Работа схемы анализаторов AT 1-L
При включении анализатора напряжение с зажимов 12, 13 через блокировочный анализатор S1 поступает на трансформатор Т. Со вторичной обмотки 2 трансформатора напряжение 110 В обеспечивает питанием искробезопасный феррорезонансный стабилизатор Cm, выходное напряжение которого действует через зажимы 1, 2, в блок питания БП датчика ДМТ-4. Напряжение 24 В со вторичной обмотки 3 трансформатора поступает на блок питания сирены БПС, блок сигнализации БС, генератор частоты 6, в цепи сигнальных ламп HI, Н2 и реле К1. Связь датчика с аппаратом сигнализации осуществлятся четырехжилънъш кабелем. В цепи стабилизатора Cm и блока питания БП обеспечивается работа реле К блока БРКза счет разделения переменной и постоянной составляющих тока разделительными конденсаторам которые расположены в указанных элементах.—— Блок питания датчика выдает ряд напряжений для обеспечения работы мостовой схемы, блока резисторов БР, исполнительного блока БИ, телеметрического усилителя УТи цепей светодиодов Н1, H2, НЗ. Рабочий и сравнительный резисторы Rp u Rсp с резисторами R10, R11 образуют мост, который питается переменным напряжением 2 В и является первичным элементом по выработке сигнала в зависимости от концентрации метана. Блок резисторов в комплексе с резисторами Rr, Rн, Rс обеспечивает сопряжение по преобразованию сигнала мостовой схемы до необходимого значения и передаче его в исполнительный блок БИ. Исполнительный блок состоит из следующих устройств и элементов: фазоустановительных усилителей ФУУ1, ФУУ 2; реле времени РВ; диодных оптронов V4, V9 и цепей сопряжения.
При данном питании и нулевой концентрации метана, мост датчика неуравновешен (достигается настройкой резисторов Rr, Rн, Rс), переменное напряжение, действующее в определенной фазе в диагонали моста (токи 3, 4) поступает через блок резисторов на вход исполнительного блока. В этом блоке сигнал воспринимается фазочувствителъным элементом—усилителем ФУУ 1,сигналом которого включается светодиод оптрона V9. Диодной частью этого оптрона обеспечивается образование постоянной составляющей тока между блоками БП и Cm, что ведет к срабатыванию реле К в блоке БРК и включению реле К1.
Контактами реле К1 обеспечивается: снятие питания с блока БПС; включение генератора частоты 6; нормальное состояние фидерного автомата (зажимы 14, 15) или магистрального пускателя (зажимы 9, 11 ). При этом также в аппарате АС-5 и датчике ДМТ-4 горят зеленая сигнальная лампа H1 и светодиод Н3 на наличие питания и нормальную концентрацию метана.
При предельной концентрации метана на рабочем резисторе происходит беспламенное сгорание газа, сопротивление резистора Rr увеличивается, что ведет к установлению равновесия моста, а в дальнейшем к появлению напряжения в диагонали моста, изменившегося по фазе. Прекращает работать фазочувствителъный усилитель ФУУ 1, оптрон V4 и реле времени с выдержкой времени 20+/-5мин отключает оптрон V9. При этом отключаются реле К и К1.Отключившеесяреле К1 производит следующие переключения отключает автоматический Фидерный выключатель или магистральный пускатель; подаст питание на блок БПС, что ведет к включению сирены НА; включается замыкающим контактом мультивибратор блока БС, что обеспечивает пульсирующую работу генератора частоты G; включается красная сигнальная лампа Н2. В датчике ДМТ-4 горит светодиод HI предельной концентрации метана. При концентрации метана, превышающей 1,3 от установленного предела срабатывания, фазочувствительный усилитель ФУУ 2 снимает выдержку времени с реле РВ. При этом мгновенно отключается электроэнергия и включается светодиод Н2 второго уровня концентрации метана.
Телеметрический усилитель УТ, цепь приборов РА1, РА.2, контролирующие процентное содержание метана, и частотный генератор б обеспечивают необходимую местную информацию и на диспетчерскую стойку СПИ-1.
2.5 Монтаж, наладка и эксплуатация технических средств автоматической защиты
Исправность комплекса, надежность и длительность срока службы обеспечивается только при соблюдении Правил эксплуатации, ухода и своевременного устранения неисправностей.
Датчики метана устанавливают в местах, где Правилами безопасности предусмотрен непрерывный автоматический контроль содержания метана стационарной аппаратурой. В месте установки датчик крепят вертикально к крепи с помощью цепной подвески так, чтобы воздушный поток подходил к датчику со стороны, противоположной лицевой панели или сбоку.
Аппарат сигнализации устанавливают на распределительном пункте лавы или подземной подстанции в месте, удобном для наблюдения за прибором.
Сирену искробезопасную СИ-1 устанавливают на распределительном пункте или в месте, где вероятность нахождения людей наибольшая, например, на погрузочном пункте.