Разработка и исследование автоматизированной системы контроля взрывоопасности рудничной атмосферы

• Автор: Камынин, Виталий Александрович
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 139 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. Разработка и исследование метода распознавания нижнего предела взрывной концентрации метановоздушной смеси в шахте
1.1. Анализ опасности взрывов метановоздушной смеси в шахтах, способов и средств контроля довзрывной и взрывной концентрации смеси.
1.2. Исследование вентиляционных потоков и определение быстродействия при отборе информации о наличии взрывной концентрации в точке контроля шахтной выработки
1.3. Модель автоматического отбора информации о взрывной концентрации метаповоздушной смеси для предотвращения взрывов метана в шахте.
1.4. Исследование природы источника зажигания метановоздушной смеси и выбор элементов для реализации системы предотвращения взрыва метана в шахте.
1.5. Исследование структурных и информационных потерь в датчике контроля взрывной концентрации метановоздушной смеси и разработка критерия выбора элементов для реализации.
1.6. Математическая модель и эффективность системы предотвращения взрыва метана с контролем нижнего предела взрывной концентрации
Выводы.
ГЛАВА 2. Исследование и разработка математической модели контроля взрывной концентрации по длине выработки и
предотвращения взрыва метана защитным отключением электроснабжения
2.1. Способ предотвращения взрыва метана в шахте за счет многоточечного контроля взрывной концентрации по длине выработки.
2.2. Минимизация убытков и числа точек отбора информации с датчиками взрывной концентрации метановоздушной смеси
2.3. Методика расстановки датчиков взрывной концентрации.
2.4. Вероятность появления взрывной концентрации метановоздушной смеси одновременно с воспламенителем относительно расположения датчиков и вероятность взрыва на участке, контролируемом системой.
2.5. Прогнозирование скорости распространения недопустимой концентрации газа по горной выработке, на основе данных получаемых с датчиков
2.6. Математическая модель системы предотвращения взрыва метана
в контролируемом пространстве
Выводы.
ГЛАВА 3. Разработка и исследование математических моделей и алгоритмов контроля параметров загазованного объекта
3.1. Разработка требований к функциональности системы
3.2. Разработка математических моделей функций системы.
3.3. Разработка алгоритмов для реализации функций системы ЮЗ
3.4. Разработка программ для ЭВМ, для реализации функций системы.
Выводы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ЛИТЕРАТУРА


Научное значение работы состоит в том, что разработанные методы, модель и алгоритм позволяют создавать автоматизированные системы быстродействующего контроля взрывоопасности рудничной атмосферы. На основании разработанных методов, модели и алгоритма, создано программное обеспечение автоматизированной системы быстродействующего контроля взрывоопасности рудничной атмосферы, предложен способ контроля аварийной загазованности пространства и устройство для его осуществления, на которые получен патент РФ. Результаты научных исследований использованы при создании Автоматической системы предотвращения взрыва метана при внезапном выбросе угля и газа ЛСУГТВМ институтом ФГУП Гипроуглеавтоматизация и предприятием ООО МП МИЛАК. Опытный образец системы изготовлен заводом ООО Логика. Научные и практические выводы диссертационной работы использованы при создании высокоскоростного сигнализатора превышения уровня безопасной концентрации метана в шахтной атмосфере СУБК. Техническое задание ТЗ. Разработка сигнализатора производится, по заказу Федерального агентства по энергетике, ФГУП Гипроуглеавтоматизация при участии ООО Декарт и ОАО Быковский завод средств логического управления Логика. По результатам диссертационной работы получены три патента РФ ЛГЬ5 Способ контроля аварийной загазованности пространства и устройство для его осуществления, . Устройство автоматической локализации взрывов и пожаров в горных выработках, 1 Способ и устройство автоматического разгазирования горной выработки. Основные положения диссертационной работы докладывались и получили одобрение на международных научных симпозиумах Неделя горняка гг, семинарах кафедры Автоматики и управления в технических системах МГГУ г г. Основные результаты диссертационного исследования изложены в научных работах. Глава 1. Разработка и исследование метода распознавания нижнего предела взрывной концентрации метановоздушной смеси в шахте. Анализ опасности взрывов метановоздушной смеси в шахтах, способов и средств контроля довзрывной и взрывной концентрации смеси. Исследование вентиляционных потоков и определения быстродействия при отборе информации о наличии взрывной концентрации в точке контроля шахтной выработки. Модель автоматического отбора информации о взрывной концентрации метановоздушной смеси для предотвращения взрывов метана в шахте. Исследование природы источника зажигания метановоздушной смеси и выбор элементов для реализации системы предотвращения взрыва метана в шахте. Исследование структурных и информационных потерь в датчике контроля взрывной концентрации метановоздушной смеси и разработка критерия выбора элементов для реализации. Математическая модель и эффективность системы предотвращения взрыва метана с контролем нижнего предела взрывной концентрации. Аши из опасности взрывов метано воздушной смеси в шахтах, способов и средств контроля довзрывной и взрывной концентрации смеси. Угледобывающие шахты в соответствии с Законом О промышленной безопасности опасных производственных объектов отнесены к опасным производственных объектам, на которых имеют место горючие вещества газы, пыли способные самовозгораться, а так же возгораться от источников зажигания и самостоятельно гореть после его удаления. По классам профессионального риска в соответствии с постановлением Российской Федерации от августа г. ОКОНХ 2. Известно , что основным топливом начала третьего тысячелетия будет являться каменный уголь. Угольный метан в пересчете на условное топливо занимает четвертое место после угля, нефти и природного газа. Проблема использования метана с целыо повышения рентабельности угледобычи, за счет использования каптируемого газа может быть использовано до топлива, расходуемого на выработку электроэнергии, потребляемой шахтой. Экологическая проблема угольного метана за последние лет выделение метана в атмосферу из шахт Кузбасса возросло в 6 раз, Воркуты в 4 раза. Известно, что метан активный парниковый газ, его выделение ведет к образованию фотохимического смога в городе, негативно влияет на состояние озонового слоя.