Nowe rozwiązania systemów sterowania maszyn podstawowych w kopalniach węgla brunatnego

• Autorzy: Alenowicz J. , Sobczyński E. , Tejszerski J. , Woszczyński M. , Kot D. , Krodkiewski J.

Warianty tytułu

EN

New solutions of control systems of basic machines in mines of brown coal

• Konferencja: Badania wspólne sieci naukowej. Zintegrowany Instytut Naukowo-Technologiczny. Paliwa - Bezpieczeństwo - Środowisko w latach 2006-2007 (15-16 luty 2008 ; Ustroń-Jaszowiec, Polska)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Podczas eksploatacji maszyn podstawowych i przenośników taśmowych górnictwa odkrywkowego stosunkowo często dochodzi do pożarów, które ze względu na zniszczenia, jakie powodują, należą do najgorszych rodzajów katastrof spośród wszystkich innych jakie mogą się wydarzyć. Szkody spowodowane koniecznością wymiany zniszczonego sprzętu oraz długotrwałym postojem remontowym są ogromne. A płoną w pożarze nie tylko taśmy przenośników, ale i izolacja przewodów elektrycznych oraz farba pokryć antykorozyjnych. Deformują się elementy konstrukcji stalowej, zmieniają się jej pierwotne własności wytrzymałościowe i pojawiają się nieznane duże naprężenia wewnętrzne. Odbudowa maszyny jest długotrwała i wymaga na ogół wymiany znacznej części konstrukcji nośnej, zespołów maszynowych, instalacji elektrycznej i wielu metrów taśm przenośnikowych. Koszty remontów przekraczają zwykle wielokrotnie wartość zainstalowanych zabezpieczeń p.poż. W artykule przedstawiono analizę dotychczasowych rozwiązań technicznych instalacji sygnalizacji przeciwpożarowych i ich powiązań z systemem sterowania stosowanym w zabezpieczeniu maszyn górnictwa odkrywkowego. Stwierdzono, że instalacje te są systemami opracowanymi dla potrzeb budownictwa i nie w pełni zabezpieczają specyficzne dla górnictwa odkrywkowego elementy maszyn, takie jak: przenośniki taśmowe, niedostępne w czasie pracy maszyn pomieszczenia np. komory pierścieni ślizgowych itp. Zaprezentowano możliwości integracji z układem sterowania maszyny pozwalające na przekazanie operatorowi informacji o wystąpieniu i lokalizacji pożaru. Omówiono główne przyczyny pożarów oraz przebieg zjawisk umożliwiających ich wczesne wykrycie. Przedstawiono systematykę metod diagnostyki przeciwpożarowej oraz budowę i zasady funkcjonowania poszczególnych typów czujników, od czujek punktowych obejmujących czujniki dymu, gazu, temperatury, promieniowania i wielosensorowe, poprzez systemy liniowego pomiaru temperatury, układy liniowe kabli termoczułych i układy światłowodowe aż po układy obserwacji powierzchniowej przy użyciu kamer termowizyjnych i oprogramowania analizującego obrazy. Uwzględniono najważniejsze cechy poszczególnych systemów oraz ich przydatność w wykrywaniu pożarów na rozległych obszarach kopalń. Wykonano i zaprezentowano wyniki analizy symulacyjnej rozkładu temperatur w krążnikach i bębnach przenośników taśmowych w warunkach zagrożenia pożarowego. Określono koncepcję, dokonano analizy wykonalności i opracowano założenia techniczne bezprzewodowego czujnika temperatury dla potrzeb systemu zabezpieczenia p.poż. ruchomych części maszyn podstawowych i przenośników taśmowych górnictwa odkrywkowego. Zdefiniowano kierunki dalszych prac, zmierzających do stworzenia kompleksowego systemu ochrony p.poż. maszyn podstawowych i przenośników taśmowych górnictwa odkrywkowego.

EN

During exploitation of basic machines and belt conveyors of opencast mining, comparatively often fires occur, which in view of destruction they are causing belong to worst kinds of catastrophes among any others, which can occur. Damages resulting in necessity of exchanging of destroyed equipment as well as long repair standstill are enormous. And not only tapes of conveyors burns in the fire, but also isolation of electric lines as well as paint of anticorrosive coverings. Elements of steel construction are deforming, their original strength properties are changing and unknown large internal stresses appear. Reconstruction of machine is long-lasting and in general it demands exchanges of considerable part of load-bearing structure, machine assemblies, electric installation and many metres of conveyor belts. Costs of repairs usually many times exceed value of installed fire protections. In the paper, analysis of hitherto existing solutions was presented of technical fire signalling installations and their connections with a control system applied to protection of machines of opencast mining. It was find, that these installations were systems designed for needs of building and do not fully protect specific for opencast mining elements of machines, such as belt conveyors, rooms inaccessible during machines work, e.g. chambers of sliding rings, etc. Possibilities of integration were presented with machine control system, enabling to deliver information on fire occurrence and localisation to operator. Main causes of fires and course of phenomena enabling their early detection were discussed. Systematics of methods of fire-protection diagnostics, as well as structure and rules of functioning of individual types of sensors were discussed. From point sensors, including sensors of smoke, gas, temperature, radiation and multi-sensors, starting from systems of linear measurement of temperature, through linear arrangements of thermo-sensitive cables and fiber-optic systems, to the systems of superficial observation with the use of thermovision cameras and software for image analysis. Most important features of individual systems as well as their usefulness in detecting of fires on vast mine areas were considered. Simulation analysis was executed and the results were presented of temperature distribution in rollers and drums of belt conveyors in fire hazardous conditions. Conception was qualified, analysis of feasibility was executed and technical assumptions were developed of wireless temperature sensor, for needs of system of fire protection of movable parts of basic machines and belt conveyors of opencast mining. Directions of further works were defined targeted at creation of complex system of fire protection of basic machines and belt conveyors of opencast mining.

Słowa kluczowe

PL

kopalnia węgla brunatnego; system sterowania; maszyny podstawowe; instalacja przeciwpożarowa

EN

brown coal mine; control system; basic machines; fire installation

• Wydawca: Główny Instytut Górnictwa
• Czasopismo: Prace Naukowe GIG. Górnictwo i Środowisko / Główny Instytut Górnictwa
• Rocznik: 2008
• Tom: Wyd. spec. nr 1
• Strony: 7--32
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz.

Twórcy

autor

Alenowicz J.

autor

Sobczyński E.

autor

Tejszerski J.

autor

Woszczyński M.

autor

Kot D.

autor

Krodkiewski J.

• IGO Poltegor-Instytut, Wrocław, ul. Parkowa 25,

Bibliografia

• 1. Hawrylak H., Sobolski R.: Maszyny podstawowe górnictwa odkrywkowego. Katowice, Wydaw. Śląsk 1967.
• 2. Rasper L.: The bucket wheel excavator. Trans Tech Publications 1975.
• 3. Rozporządzenie Ministra Spraw Wewnętrznych z dnia 16 czerwca 2003 r. w sprawie ochrony przeciwpożarowej budynków, innych obiektów budowlanych i terenów (Dz. U, z 2003 r. nr 121, poz. 1138 z późn. zm.).
• 4. Babiarz S., Dudek D.: Kronika awarii i katastrof maszyn podstawowych w polskim górnictwie odkrywkowym. Wrocław, Wydaw. Pol. Wrocł. 2007.
• 5. Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 17 czerwca 2002 r. w sprawie bezpieczeństwa i higieny pracy, prowadzenia ruchu oraz specjalistycznego zabezpieczenia przeciwpożarowego w odkrywkowych zakładach górniczych wydobywających kopaliny podstawowe. (Dz. U. z dnia 1 lipca 2002 r. nr 96, poz. 858).
• 6. Ciszewski J.: Wstęp do automatycznych systemów sygnalizacji pożarowej. Warszawa, FIREX 1996.
• 7. Zwałowarka ZGOT 15400.120. Projekt techniczny. Część elektryczna nr 33804513.11.2003r.
• 8. Radoszewski M.: Polon 4500. Centrala automatycznego gaszenia. Sygnalizacja Pożarowa 2005 nr 1.
• 9. Hawkins W., Daku L., Prugger A.F.: Wireless Monitoring of Sensors In Underground Mines. Wireless 2004, Calgary 2004.
• 10. Alenowicz J., Sobczyński E.: Zabezpieczenia przeciwpożarowe maszyn podstawowych górnictwa odkrywkowego. Górnictwo Odkrywkowe 2007 nr 7.