3. Автоматизация управления конвейерными системами

УДК 621.867.62-52

Институтами Гипроуглеавтоматизация и Донгидроуглемаш разрабатывается унифицированная блочная аппаратура автоматизированного управления, сигнализации и связи для типажного ряда конвейерных линий. При этом выявлены новые требования, которым не удовлетворяет существующая аппаратура. Основными из них являются: обеспечение требуемых натяжений ленты в период пуска и нормальной работы; подтягивание ленты при ее проскальзывании относительно барабана более 25% с наличием контроля времени пробуксовки; обеспечение различных моментов наложения тормозов при оперативном и аварийном остановах конвейера; увеличение времени контроля разгона конвейера до 60 сек; управление ловителями ленты; осуществление безопасной эксплуатации грузопассажирских конвейеров; наличие отчетливо слышимой предпусковой сигнализации на конвейерах длиной до 4 км.

Все функции по автоматизированному управлению линией разделяются на следующие классы: функции автоматизированного управления электроприводом конвейера, функции автоматизированного управления конвейером, функции автоматизированного управления линией. Целевое назначение отдельных устройств, входящих в состав аппаратуры, должно соответствовать принятой функциональной классификации; конструкция и схемы устройств, предназначенных для автоматизированного управления линией не должны зависеть от технологической схемы линии (в пределах 30 конвейеров и 6 ответвтлений) и типа конвейеров в линии; конструкция и схемы устройств управления конвейерами должны минимальным числом модификаций предусматривать управление как существующими конвейерами, так и новыми конвейерами типажного ряда.

Аппаратура позволит: автоматизировать в шахтах, опасных по газу и пыли, неразветвленные и разветвленные стационарные и полустационарные конвейерные линии с различными технологическими схемами; автоматизировать управление существующими одиночными конвейерами, а также конвейерами нового типажного ряда; улучшить организацию обслуживания конвейерных линий за счет индикации причин аварийного останова на блоках управления конвейерами и на пульте управления [75].

Компанией We armouth Colliery and Huwood, Ltd созданы и установлены на угледобывающих предприятиях автоматизированные системы управления ленточными конвейерами типов Mark l,Mark l/TMark 2 , и Mark 2А. Наиболее совершенны телеметрические системы управления и контроля: Huwood - Elliot Mark 2f обслуживающая работу 20 конвейеров длиной до 4572 м, и Huwood-Elliot Mark 2 А, рассчитанная на 1850 ступеней управления. Последняя система устанавливается на шахте We armouth . Система предусматривает блокировку работы спускных и пересыпных желобов; контроль наполнения бункеров; регулировку температурного режима работы шарикоподшипников в преконвейерных лент; контроль последовательности работы конвейеров, проскальзывания лент и их движения; управление для водяного орошения и перегрузочными устройствами [76 ].

Фирма Cable Belt, Ltd (Англия) автоматизировала управление канатно-ленточными конвейерами, работающими в рудниках и шахтах. Длина конвейеров составляет 730 - 8700 м производительность до 870 т транспортируемой массы в 1 ч. Ширина ленты не превышает 1000 мм, максимальная скорость движения 3,8 м/сек. На руднике Dodworth в Йоркшире диспетчерский пост с дистанционным управлением, расположенный на поверхности, управляет работой двух отдельных транспортно-технологических комплексов, из которых один имеет 1 5 ленточных и два канатно-ленточных конвейера. Один из этих конвейеров установлен в наклонной штольне, соединяющей забой с поверхностью, другой - на самой поверхности. Приводные станции отдельных конвейеров не имеют постоянного обслуживания. Обычно за работой 3-4 транспортных лент следит один рабочий. Каждый угольный отвал просматривается камерой промышленного телевидения, диспетчер следит за изображениями 1 3 камер на двух мониторах. Один монитор автоматически переключается через каждые 5 сек, поочередно показывая каждый угольный отвал. Второй - имеет специальный переключатель, обеспечивающий получение изображения одного и того же отвала в течение требуемого времени. При аварийных ситуациях диспетчер может получить изображение всей транспортной системы сразу. При помощи схематического табло и сигнальной рамы диспетчер определяет неисправный конвейер и причину его остановки. Скорость ленты контролируется специальными выключателями махового типа фирмы Control Switch, EN Nacley and Со., приводимыми в действие резиновым валиком непосредственно от ленты конвейера. Кроме контроля скорости ленты, это устройство обнаруживает ее боксование или обрыв. Все команды и сигналы передаются по системе синфазной связи, использующей одну жилу кабеля. Частотные системы связи испытывались, но еще не применялись.

На руднике Cnibston (Англия) используется еще более совершенная система диспетчеризации. Все сигнальные и управляющие цепи каждого ленточного конвейера присоединены к пульту через специальный линейный соединитель (коннектор) с плоскими контактами. На другой стороне коннектора установлен телескопически вставляемый шкаф из листовой стали размером 120 х 300 х 400 мм, на передней стенке которого размещены все командоаппараты и сигнальные элементы для данной ленты. Внутри шкафа расположены 7 реле с присоединенными к ним вводами. Шкафы отдельных конвейеров взаимозаменяемы один с другим. Среди аппаратов, выведенных на переднюю стенку шкафа, находятся: сигнализация напряжения на лампах накаливания и реле; выключатель для аварийной остановки всех или отдельных конвейеров; указатели сигналов; переключатель телефона и др. На передней панели схематического табло посредством контрольных ламп изображены пути транспортирования. Конвейеры оборудованы специальными ленточными весами фирмы Blake Denison с устройствами для передачи промежуточных и суммарных данных на диспетчерский пункт. Часть конвейеров имеет счетчики времени - устройства, механически приводимые в работу транспортной лентой конвейера через специальный резиновый валик и отмечающие на регистрационной ленте показатели работы конвейера [77].

Как указывалось выше (см. стр. 64), Днепропетровским горным институтом разработана конструкция конвейерных поездов нового типа. Система, предназначенная для Анновского карьера, представляет собой поезда, непрерывно движущиеся с заданными и регулируемыми скоростями и расстояниями. Поезд составлен из ряда сварных тележек коробчатого сечения, шарнирно соединенных между собой и имеющих ходовые ролики. Поезда передвигаются при помощи приводов, установленных на трассе движения или на движущихся вагонетках.

Производительность Анновского карьера 12 млн. т в год, или 2150 т/ч, расстояние доставки 1800 - 2100 м, угол наклона пути до 17, скорость движения 1,7 м/сек, интервал между поездами 3500 м, число поездов 10. Загрузка поездов производится из автосамосвалов при помощи бункера. Разгрузка осуществляется на концевыхузлах, которые устраивают в корпусе крупного дробления обогатительной фабрики, с концевых поворотных барабанов диаметром 3 м. Работа системы тележечных поездов полностью автоматизирована посредством ЭВМ. Стоимость транспортирования тележечными поездами 3,3 - 6,9 коп. на 1 ткм. По сравнению с автотранспортом достигается рост производительности труда на 35 - 40%, себестоимость транспортирования 1 т руды снижается на 30 - 32%, срок окупаемости менее 3 лет [78].

Контроль целости тросов конвейерных лент является главным мероприятием по увеличению срока их службы, в связи с чем разрабатываются и уже применяются различные средства контроля тросовой основы конвейерных лент. Наиболее известны: рентгенодефектоскоп конвейерных лент РДЛ - 1, гамма дефектоскоп типа УДК, устройство контроля целости тросов УКЦТ - 1. Рентгенодефектоскоп РДЛ - 1 основан на проникающем излучении рентгеновских лучей, интенсивность поглощения которых меняется при прохождении через материал и дефекты в нем. Выявление повреждений в ленте производится по изменению контрастности изображения на экране или фотопленке. Гаммаде-фектоскоп УДК предназначен для контроля состояния стыков и отдельных мест ленты, что определяется возможностью получения фотоотпечатков только с неподвижной ленты и большой трудоемкостью этих работ.

Анализ различных методов неразрушающего контроля, проведенный в Ворошиловградском филиале института Гип-роуглеавтоматизация показал, что наиболее рационально для контроля целости тросов использовать их магнитные свойства. Для регистрации магнитных полей рассеяния в местах повреждения тросов целесообразно применять феррозондовые датчики. Установлено, что благодаря высокой чувствительности феррозонда контроль повреждений тросов возможен в режиме остаточного намагничивания, что значительно упрощает процесс контроля лент в шахтных условиях. Используя метод феррозондовой дефектоскопии, институт Гипроуглеавтоматизация совместно с Днепропетровским заводом шахтной автоматики, разработал устройство для профилактического контроля целости тросов - УКЦТ-1, которое выполнено в виде отдельных узлов: электронного блока, намагничивающего устройства, магнитомодуляционных датчиков для обнаружения поврежденных тросов в движущейся ленте и точного определения места и количества тросов на неподвижной ленте. Промышленные испытания опытной партии устройств подтвердили их работоспособность и достаточно высокую надежность. Выпущена первая серия устройств УКЦТ-1 .

Устройство УКПЛ-1, также разработанное институтом Гипроуглеавтоматизация, предназначено для непрерывного автоматического контроля снижения прочности тросовой основы конвейерных лент шириной до 1200 мм во время профилактических осмотров и для точного определения места и степени повреждений на неподвижной ленте в целях ее ремонта. Оно может применяться в шахтах, опасных по газу и пыли, а также на поверхности в аналогичных условиях [79].