Способ автоматического централизованного контроля распределения воздуха в шахтной вентиляционной сети

 

Изобретение относится к горной промышленности и позволяет с высокой достоверностью и точностью определять вид и места возможных нарушений вентиляционной сети (ВС). Для этого в ветвях ВС измеряют расход воздуха Q,( К) идепресси Н,(К). В каждом К-м цикле контроля определяют относительные изменения независимых расходов а/(К) и депрессий Т1,-(К) в ветвях ВС и сравнивают их с 1-м заданным намного меньше единицы числом е. Затем подсчитывают обшее для данного цикла число v (К) таких значений аДК) и лДЮ, каждое из которых больше числа е. Если v(K)0, то измеренные Q,(K) и Н;(К) считают достоверными. Если v(K) О, то для каждой ветви ВС определяют значения б, (К) относительного изменения ее аэродинамического сопротивления R,(K). Подсчитывают обш.ее число и (К) значений аДК), превышаюших заданную наперед величину а, где а«; 1. После этого сравнивают v(K) и U(K). Если v(K); U(K), то индицируют о неправильных показаниях датчиков, у которых а, (К) или т|;(К) больше 8. Если v(K)U(K) при U(K) 1, то индицируют об аварии в ветвях ВС или шахте. 1 табл., 1 ил. сл о:) оо СП 1C

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (59 4 Е 21 F 1 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 3815835/22-03 (22) 18. 09. 84 (46) 15.09.87. Бюл. № 34 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский угольный институт «КНИУИ» (72) И. M. Местер, Я. Я. Гуммель и М. А. Местер (53) 622.412.1(088.8) (56) Автоматизированная система диспетчерского контроля за воздухораспределением в шахте: Информационный листок № 108 — 83.

Свердловский межотраслевой центр НТИ и пропаганды, 1982.

Справочник по руднечной вентиляции /

Под ред. А. И. Ксенофонтова. М.: Изд-во

ГНТИ литературы по горному делу. 1962, с. 490. (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО

ЦЕНТРАЛИЗОВАННОГО КОНТРОЛЯ

РАСПРЕДЕЛЕ НИ Я ВОЗДУХА В ШАХТНОЙ ВЕНТИЛЯЦИОННОЙ СЕТИ (57) Изобретение относится к горной промышленности и позволяет с высокой досто„„SU„„1337524 А 1 верностью и точностью определять вид и места возможных нарушений вентиляционной сети (ВС). Для этого в ветвях ВС измеряют расход воздуха Q;(K) и депресси Н;(К) .

В каждом К-м цикле контроля определяют относительные изменения независимых расходов o;(K) и депрессий q;(K) в ветвях ВС и сравнивают их с 1-м заданным. намного меньше единицы числом е. Затем подсчитывают общее для данного цикла число (К) таких значений о;(К) и т1;(К), каждое из которых больше числа е. Если v(K)(0, то измеренные Q;(K) и Н.:(К) считают достоверными.

Если v(К)) О,,то для каждой ветви ВС определяют значения 6;(К) относительного изменения ее аэродинамического сопротивления R;(K) . Подсчитывают общее число

U (К) значений;;(К), превышающих заданную наперед величину а, где а((1. После этого сравнивают v(K) и U(K). Если v(K)( (U (К), то индицируют о неправильных показаниях датчиков, у которых о;(К) или т1;(К) больше е. Если v (K) )U (К) при

U(K)= 1, то индицируют об аварии в ветвях ВС или шахте. 1 табл., 1 ил.

1337524

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к способу автоматического контроля распределения воздуха на угольных и горнорудных шахтах, и может быть использовано в других отраслях народного хозяйства для автоматического контроля распределения вещества в газогидрораспределительных сетях, например водоснабжения, теплофикационных, пневматических и т.д.

Целью изобретения является повышение достоверности показаний датчиков и точности определения вида и места возможного нарушения вентиляционной сети.

На чертеже показана схема вентиляционной сети.

Сущность способа поясняется на примере простейшей сети. содержащей всего семь ветвей (М= 7) и пять узлов (N 5 ).

Ветви 1 и 2 соответствуют двум обособленно проветр иваем ым технологически м участкам, ветвь 0 соответствует воздухоотводящему, а ветвь 3 — воздухо)юдающему стволам, ветви 4 и 5 представляют подземные горизонтальные или наклонные соответственно воздухоотводящую и воздухоподающую выработки, а ветвь 6 соответствует транспортной выработке, изолированной от вентиляционной сети с помощью вентиляционных шлюзов 7, при открытии которых резко возрастает утечка воздуха, существенно ухудшающая проветривание основных технологических участков; 8 — - шахтРезультаты модег)ирсГ, — ", ванна íà 381! расдсз—

1".оказа п)я:)атч I on

О 48()1 48(! 2) д н. з г наванпн снт) адин

Ы!

",6 42 28 44 33 8 О О

Нсе -; перме, пе реходим к следукыему такту «oíòðosÿ

1 Нормальный решим

4 вет0 1 2 3 4 5 6

Отказ а датчика>..Новы— исннан погреп.ность да,—

)нка расхода воздуха

542) в ветви

2 Н -) 33 87 4 1

17,6 г, Отказ в да-.чиках.llовысенная пзг;)еыность (542) 87 8 6 3

10 18 . :: 100 датчика расх. воздуха ветви 1 .Новышенчая по решнос-. (642) в да)чике депрессии noòüè О". 12 гышенn í .:o!;)) ñï:îñòü (60; ) в ;,-тчкке депресРежии 4)ункпионирования системы п е) о основныс расчетные параметры (по показаниям датчиков) 41,9 21,9 i),6 41,8 39,6 39,о 2,27

28,3 43,9 43 9 33,5 87, . 8,7 249, .

От as àòчика расsîsa вс"-духа в) .тнеи 1

R 0,4 4,4 2,4 0,8 3,1 4,2 7,9

42 10,8 42 28 28 14 аН 28, l 44 44 13,4 8. 118 250

III Отказ н „!атчпка: пас .од . )o-..„yaa (петвь " 1 ) и депресгии (н, зь 0, "т") R 4,8 4,4 2,4 2,1 3,1 -4,2 0,9

0 42 10 18 42 28 28 14 аН 100 44 44 8) 8 — 118 13 ный вентилятор главного проветривания.

Цикломатическое число сети р= M — N+

+1= 3 (где M — общее число ветвей;

Nl — — общее число узлов в сети), соответственно чему датчики расхода воздуха установлены в ветвях 1, 2, 3, а общее их число равно трем. Необходи„ .ое число D датчиков независимых депрессий определяется из следующего соотношения: Р= S — Y — р, где S— общее число параметров, характеризующих

10 сеть (S= З.М), так как каждая ветвь характеризуется тремя параметрами — аэродинамическим сопротивлением, расходом воздуха и перепадом давления на ней; Y-общее число уравнений сети, а именно N — 1 уравнений суммы расходов в узлах, р уравнений суммы перепадов давлений в независимых контурах, М уравнений перепадов на каждой ветви сети. Следовательно, после ряда простых преобразований получим

D= N — 1 или в данном случае D= 4.

ОДна из возможных расстановок датчиков депрессии показана на чертеже, где эти датчики измеряют перепады давления между всосом и нагнетанием вентилятора (датчик в ветви О), а также перепады в ветвях 1, 2, 4 и 5 с учетом заданных величин погрешностей измерения: н — расхода и депрессии и а-аэродинамического сопротивления.

Результаты и исходные данные распознавания различных ситуаций при централизованном контроле распределения воздуха по горным выработкам приведены в таблице.

1337524

Продолжение таблицы

Показания езультаты моделироания на ЗВЧ ргспозавзния ситуации

IGTNHI OB о) ЬН 1

О ЬН(<1,2) ешение, выдзнное ЭВН

Отказ в сети.Сопр тИВЛЕННЕ Ве Llill 6 уменьшилось на 90

Возможна рээ1ермстизация шлюза

16 59 276 40 47 80

Возможна крупная знарня-отказ во мнеliix элементах спстсмь1

Полагаем,что это откзз

6 7

110 22

6 6 18 4 227 четвертой

6 2 1 7, 1 15

К 4 5 3 в сети.

Со.1рст1 в1енге "О" в тп1 возрос:io на 892 ". чозможеH отказ Bt íòèilIIT трной установки.C Li»LTI:Ii .чен11е ветви "1" возросло

I:; 150:. Возможе1 зана1.. выраáoтки! Сопротив:1 IIII ветви 2" возросло на

:LX,CàïðoTIIâëi.íèå ветви

"3" возросло иа 648а, возможен завал выработки!Сопротивление нст1и

"э" возро ло на 136,":, возможеll завал выработки! Сопр. тив:ieIIIIe нстни "6" умснь1зилос1. нз

86, IIQII.1о1кна розг pi I тизация шлюза!

Ситуация 1 (нормальный режим) принимается за основу во всех остальных ситуациях — ее параметры соответствуют данным предыдущего К- 1-го цикла контроля.

В ситуациях II u Ill имитируется соответственно отказ одного из трех датчиков, причем в графе 11 таблицы ЭВМ выдает «диагноз» и комментарии, в которых отмечается знак и величина относительной погрешности показаний датчика. B следующих ситуациях

IV u V имитируется отказ соответственно в одной и в пяти выработках.

Способ реализуется в следующей посл - довательности операций.

Например, в К-м цикле контроля вычисляют по каждому датчику расхода относительное изменение расхода воздуха I(K) в виде отношения разности между значением расхода воздуха Q, (К) в данном цикле контроля и его значением Q;(K — 1) на предыдущем К вЂ” 1-м цикле к значению Q (К вЂ” 1), затем вычисляют для каждого датчика депрессии относительное изменение q, (К) депрессии в виде отношения разности ЛН;(К)— — — ЛН,(К вЂ” 1) к ЛН;(К вЂ” 1), после чего подсчитывают общее для данного цикла контроля общее число v (К) таких значений о:(К) и q;(K), каждое из которых больше наперед заданного числа 8. где в((1, затем, если v(K) оказывается равно нулю, то представляют диспетчеру и регистрируют как достоверные все контролируемые параметры, после чего переходят к следующему циклу контроля, если д(К))0, то определяют для каждой ветви сети значение 6,(К) относительного изменения ее аэродинамического сопротивления в виде разности R;(K)—

Режим функционирования системы и его основные расчетные параметры (по показаниям патчиков) IV Отказ в ветви чб", содержащей шлюзы 20

R 0,4 2,0 2,5 0,8 2,2 3,0 9,9

О 59 20 16 59 36 36 23

ЬН 276 40 40 47 80 109 229

V Отказ во всех нетвях сети, кроме 4

18,4 4 6,6 18,4 10.6 10,6 7,8

ЬН 227 20 20 110 22 75 117 — R; (К вЂ” 1) и R; (К вЂ” 1), затем подсчитывают общее число U (K) значений 13;(К), превышающих заданную наперед величину сс, где а((1, после чего сравнивают ) (К) и

U(К). Если v(K)(U(К), то принимают решение о неправильных показаниях соответствующих датчиков, у которых о;(К) или

7), (К) больше 8. Если 7)(К) )11(К) при

U(K) = 1, то принимают решение об отказе в сети (например, завале или, наоборот, разгерметизации соответствующей ветви, для

З которой 13, (К) )в) . Если v (К) ) Я (К) при

l (К)) 1, то принимают решение о крупной аварии в шахте (например, о взрыве), при которой в пределах одного цикла контроля произошло одновременно резкое изменение аэродинамического сопротивления двух и более выработок. В графе 11 таблицы указывается знак и величина относительного изменения аэродинамического сопротивления и возможный вид аварии (завал, резгерметизация шлюза, и т.д.) . .Вероятность

45 неправильного «диагноза», выдаваемого

3ВМ на основе сопоставления параметров

U (К) и (К), возрастает с ростом числа одновременных отказов (в датчиках или B ветвях сети), однако это не отражается в целом на качественной стороне самого процсс50 са распознавания, так как одновременные внезапные отказы многих элементов системы могут иметь место, как правило, при крупной аварии. В подобных чревычайно редких ситуациях ошибка в распознавании деталей не имеет существенного значения и

55 ЭВМ выдает общую характеристику сложившейся ситуации, например «Возможна крупная авария — отказ во многих элементах системы!».

13875?:!

Формула изо<гретен г:г

<.,ос fа ватель М. 1<1а i;Il)

Редактор М. Ба <дура Текреа. И. 13ерес 1(орректор М. ге<вы<<к

Заказ 4 0712<3 к! :а як тс В !о I

В!1 1ИИПИ Государств<екыого к<<к<а гете <.Ñ .(,! .:о де.<ам <:зобрет е1:ки к <. T

11, !с о<,тор<го<т<. i Ъ 1

Для технической pcа1H3311HH cIIocop могут сгыть использованы, например, серийно выпускаемые датчики для измерени» скорости воздуха, для измерени» депрессий перепадов давления между у !лами сети жидкостный дифференциальный манометр, 5 серийно выпускаемая аппаратура телемеханики ТЕМП вЂ” 200 в составе комплекса

КУД вЂ” 1, серийная микро-313М,;1апример

СМ вЂ” 1800. При измерении перепадов давления точки замеров могут соединяться с дат- 10 чиками с помощью импульс:<ых трубок из металлических газовых или пластмассовых труб.

Способ автоматического централизова;1ного контроля распределения воздуха в i;a.; Iной вентиляционной сети, включающий 113мерение расходов воздуха и депрессий ь вет- gp вях вентиляционной сети и индикацгно информации, отличсггоиггггге<г тем, что, с цел!.1г1

<1овыгггения достоверности показаний датчиков и точности определения вида и места возможного нарушения вентиляционной сети, определяют относительные изменения

11сзависимых расходов и депрессий в ветвях, сравнивают их с первьгг заданным намного меньшим единицы числом и, если все относите II:III!e расходы и депрессии меньше заданного числа, то измеренные расходы и депрессии считают достоверными, если же не все относительные расходы и депрессии достоверны, то определяют относительное измененис аэродин" ìè÷åñêîãî сопротивления и сравнивакгт его с вторым наперед заданным намно<о меньшим единицы числом, определ»IGT исло превышений оТ»осНТр.1bных изменений "ýðîäèíàìè÷åñêîãî сопротив1ения пад вторым за„BIII!bIM числом, если эго число меньше игла превь:шсний расходов и депрессий, то индицируют непраБИЛЬНЫЕ Г<ОК11ЗаНИЯ ДатсlИКОВ, <"С,1И Это ЧИСЛО больше 1исла превыц<ений расходов и депрессий, то инди сирукгт аварию в ветвях или шах гс.