Архив 2008-2014 » 2011 | 04 Июль-август

Метан – под контроль!

Аппаратно-программный комплекс — принципиально новый подход к обеспечению безопасности ведения горных работ в условиях газового режима (на примере рудников Верхнекамского месторождения калийных солей)

А.П. Казаков, генеральный директор ЗАО «ГАЛУС», к.т.н.

В настоящее время в шахтах для контроля содержания взрывоопасных газов применяются в основном газоанализаторы термокаталитического принципа действия. При всех своих достоинствах эти приборы имеют существенный недостаток — снижение чувствительности сенсора вследствие естественного старения и воздействия отравляющих газов. Поэтому каждый газоанализатор нуждается в корректировке с периодичностью от одного до четырех раз в месяц с использованием поверочных газовых смесей (ПГС), которая производится, как правило, с одинаковым (максимальным) интервалом для всего парка газоанализаторов. Степень же падения чувствительности у приборов разная. Она зависит от остаточного ресурса сенсора, концентрации горючих и отравляющих газов и многих других факторов. Поэтому, если чувствительность сенсора опустится в шахте ниже допустимого уровня, газоанализатор перестанет корректно измерять концентрацию взрывоопасных газов, а следовательно, он не будет обеспечивать безопасность. Известно же об этом будет только при очередной корректировке.

К сказанному следует добавить действие «человеческого фактора». Обслуживающий персонал может не соблюдать интервалы между корректировками или неправильно документировать результаты. В итоге может сложиться очень опасная ситуация, при которой реальная безопасность будет находиться на низком уровне, а внешне все будет выглядеть благополучно.

Столкнувшись с такой проблемой, специалисты ЗАО «ГАЛУС» и ОАО «СИЛЬВИНИТ» поставили задачу, во-первых, установить интервалы между корректировками газоанализаторов с учетом реального изменения чувствительности сенсоров во времени, а во-вторых, практически исключить «человеческий фактор» из процессов диагностики, проверки по ПГС, корректировки приборов, протоколирования результатов и событий и тому подобного.

Для решения этих задач был разработан аппаратно-программный комплекс, который включает в себя индивидуальные газоанализаторы ИКГ-6М, стационарные газоанализаторы ИКГ-9, а также автоматизированные устройства (стенды — БПСИ, ОСПИ и СЭП), обеспечивающие автоматическую диагностику и обслуживание этих приборов, а также считывание информации из их энергонезависимой памяти (рис. 1).

Принцип работы комплекса заключается в следующем.

В память портативных и стационарных газоанализаторов автоматически записываются результаты измерений концентрации взрыво­опасных газов, оперативные события (включение, выключение, факты корректировки, случаи срабатывания пороговых реле и другое), а также вся информация по самодиагностике (более 10 диагностируемых позиций). Кроме того, что принципиально важно, контролируется отсутствие доступа шахтного воздуха к датчику стационарного прибора, а также другие события, позволяющие выявлять неверные или несанкционированные действия работников.

Информация из памяти портативных приборов автоматически считывается в единую базу данных с помощью блоков питания и сбора информации (БПСИ) во время заряда аккумуляторных батарей. В каждый БПСИ можно одновременно установить от одного до восьми приборов. Для стационарных измерителей разработано специальное одноканальное устройство проверки (ОСПИ), которое также обеспечивает считывание в единую базу данных всей накопленной в них информации.

Следует отметить, что стационарные газоанализаторы ИКГ-9, устанавливаемые на комбайны (современные аналоги ТМРК), состоят из двух блоков: основного и измерительного. Малогабаритный измерительный блок имеет легкосъемное исполнение, его можно заменить на комбайне менее чем за минуту и вынести из шахты для считывания данных, корректировки, поверки или ремонта.

На основе считанной информации производится диагностика приборов и выдаются заключения об их техническом состоянии, в соответствии с которыми газоанализаторы допускаются в дальнейшую эксплуатацию, направляются в поверку, в ремонт, с указанием вида неисправности, или на проверку по ПГС. Роль обслуживающего персонала сводится к выполнению указаний БПСИ или ОСПИ, например, к установке газоанализаторов в стенд экспресс-проверки (СЭП), если возникла необходимость их проверки по ПГС.

Каждый СЭП может одновременно обслуживать от одного до восьми газоанализаторов. Стенд осуществляет автоматическую проверку приборов по ПГС и в случае выхода основной погрешности за допускаемые пределы их автоматическую корректировку. Ход процесса в наглядной форме отображается на экране компьютера (рис. 2). При этом время корректировки сокращается примерно в 8 раз в сравнении с «ручным» методом и составляет в среднем 8 минут на 8 приборов. Роль обслуживающего персонала сводится к выполнению указаний СЭП и своевременной замене баллонов с ПГС.

СЭП также формирует заключения, в соответствии с которыми газоанализаторы допускаются в эксплуатацию или требуют замены датчика, отработавшего свой ресурс, или устранения других причин, влияющих на качественную работу приборов. Заключения БПСИ, ОСПИ и СЭП группируются в один отчет в хронологическом порядке. При этом в столбце справа для каждого заключения указывается источник его получения (рис. 3). Каждое заключение можно «раскрыть» в форме протокола, содержащего метрологические характеристики.

Таким образом, процесс технического обслуживания всего парка газоанализаторов полностью автоматизирован, занимает минимум времени и сводится к выполнению обслуживающим персоналом указаний по перемещению приборов, выдаваемых автоматическими устройствами. В результате практически исключается использование некорректно работающих приборов.

Помимо этого комплекс обладает уникальными аналитическими возможностями. Информация, считанная со всего парка газоанализаторов, а также со стендов БПСИ, ОСПИ и СЭП, накапливается в единой базе данных на сервере предприятия. Анализ данных осуществляется с помощью специального программного обеспечения. При этом, помимо анализа информации о газовой обстановке, остаточном ресурсе приборов, падении чувствительности сенсоров и другом, комплекс позволяет выявлять события, непосредственно касающиеся безопасности, такие, в частности, как несрабатывание газовой защиты, отсутствие доступа шахтного воздуха к датчикам (для стационарных приборов), выключение индивидуальных приборов после срабатывания пороговой сигнализации, нахождение работника на загазованном участке в течение длительного времени и тому подобное. Перечисленные события могут быть как следствием неисправности газоанализатора, так и результатом несанкционированных действий работников. В любом случае необходимо взять их на контроль и принять соответствующие меры.

 

На рис. 4, 5, 6 и 7 приведены некоторые характерные примеры отображения информации как для индивидуального измерителя (рис. 4 и 5), так и для стационарного, установленного на комбайновом комплексе (рис. 6 и 7), из которых видно не только как изменяется реальная концентрация взрывоопасных газов в рабочей зоне, но и приведены сведения о состоянии приборов и срабатывании дистанции, о чем свидетельствует факт перехода стационарного измерителя в дежурный режим.

Обработка данных по метрологическим параметрам позволяет определить количество приборов, не укладывающихся в погрешность по истечении межкорректировочного интервала и на основании этого определить оптимальный интервал между проверками газоанализаторов по ПГС и не допускать смещения сроков таких проверок.

Контроль времени нахождения газоанализаторов в эксплуатации, ремонте, поверке, резерве, на техническом обслуживании позволяет рационально использовать имеющийся парк приборов и значительно сократить общие потребности предприятия в средствах газового контроля.

Анализ данных по неисправностям позволяет определять реальные сроки службы газоанализаторов и комплектующих, оптимизировать их закупки, обеспечить бесперебойное снабжение шахт средствами газового контроля, а также контролировать сроки и качество технического обслуживания (своевременность замены фильтров, измерительных блоков на комбайнах и другое), степень снижения чувствительности датчиков.

 

Итак, основная задача, которую мы ставили при создании комплекса, — это переход на качественно более высокий уровень безопасности. На наш взгляд, разработанный нами подход к решению этой проблемы на основе широкого внедрения нашего или подобного ему аппаратно-программного комплекса и является первым шагом к кардинальному улучшению ситуации в решении проблемы безопасности ведения горных работ в условиях газового режима. Он обеспечивает не просто формальное использование средств газового контроля (даже выполненных по самым передовым технологиям), а использует все возможные аппаратные и аналитические средства для достижения поставленной цели (средства обслуживания, контроля за состоянием приборов, контроля за газовой обстановкой, контроля за действиями персонала и так далее).

Кроме того, комплекс позволяет специалистам осуществлять различные специализированные виды анализа для принятия решений по обеспечению безопасности. В частности, что чрезвычайно важно, на основе измерения реальной концентрации взрывоопасных газов (причем как по метану, так и по водороду!), можно уточнять требования к технологии ведения добычных работ, организации проветривания, принимать меры по повышению дисциплины и общей культуры горнорабочих и специалистов и многое другое, что в конечном итоге приведет не только к снижению чрезвычайных ситуаций, но и, несомненно, к повышению производительности труда.

Главная » Архив 2008-2014 » 2011 | 04 Июль-август » Метан – под контроль!

Просмотров всего 2109276 сегодня 96 вчера 482 сейчас 2