Способ автоматического централизованного контроля распределения воздуха в шахтной вентиляционной сети

(594 Е 21 Г 1 00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский угольный институт КНИУИ(56) Автоматизированная система диспетчерского контроля за воздухораспределением в шахте: Информационный листок108 - 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 РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ВОЗДУХА В ШАХТНОЙ ВЕНТИЛЯЦИОННОЙ СЕТИ (57) Изобретение относится к горной промышленности и позволяет с высокой досто 801337524 А 1 верностью и точностью определять вид и места возможных нарушений вентиляционной сети (ВС), Для этого в ветвях ВС измеряют расход воздуха ф(К) и депресси Н;(К). В каждом К-м цикле контроля определяют относительные изменения независимых расходов о;(К) и депрессий т,(К) 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 т 1;(К), каждое из которых больше числа е. Если (К)(0, то измеренные (К) и Н,:(К) считают достоверными. Если(К) ) О, то для каждой ветви ВС определяют значения 6;(К) относительного изменения ее аэродинамического сопротивления К;(К). Подсчитывают общее число 11(К) значений(К), превышающих заданную наперед величину а, где а 1. После этого сравнивают (К) и (1(К). Если (К)( ( 11(К), то и иди цируют о неправильных показаниях датчиков, у которых о; (К) или т 1;(К) больше е. Если (К 11(К) при 11(К)= 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 при. мере простейшей сети, содержащей всего семь ветвей (М= 7) и пять узлов (К=5.Ветви 1 и 2 соответствуют двум обособленно проветриваем ым технологическим участкам, ветвь О 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 помогцью вентиляционных шлюзов 7, при открытии которых резко возрастает утечка воздуха, существенно ухудшающая проветривание основных технологических участков; 8 - - шахтРезультаты моделирс- Г- т ваьия на 38. расдсзНоказан;я датчи,овВН(о) 48(1,2) Д Н."з г лавеня ситуацииРоз.ение, ц синоп ЭВ В Ы 17,6 42 284 ч 4 33 87 0 0 Все з норме, перехо;им к следукцему такту контроля 1 Нормальный рстким япет 0 1 2 3 4 5 6 Отказ в датчиках.1 овыыснная погреп.ность да, - ника расхода воздухаз 42 в ветви 28 33 8; 17,6 Отказ в датчиках.1)овышенная пзгреыность (542) 87 87 6 3 1 О 18 42 100 датчика расх. воздуха ветви "1.Новышенчая погрешность(642) в дачикедепрессии ветьи0". 12 гышеннанпо пенность (602)в датчике депресРежим йункцнонирования с;стены п ео основныс расчетные параметры (по показаниям датчиков) 41,9 21,9 17,6 ч 8 39,6 39,о 2,2728, 3 ч 3, 9 4 1, 9 33, 5 8 7,, 8, 7 9 аОтказ датчик рясно;а всздзх;ветнеи 1 В 0,4 4,4 2,4 0,8 3,1 ч,2 7,90 42 10 8 42 28 2,8 14 а Н 28, 1 44 44 3,4 8; 118 250 111 Отказ н атч.ках расхода но,.уха (петвь 1 ) и депрессии (п 1 чь О ) Р, 4,8 4,4 2,4 2,1 3,1 -4,2 0,90 42 1 О 18 42 28 28 14 а Н 100 44 чч 87 8 7 в 1 13 ный вентилятор главного проветривания.Цикломатическое число сети р= М - 1 ч)+ +1= 3 (где М - общее число ветвей; М -- 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 Р датчиков независимых депрессий определяется из следующего соотношения: Р= 5 - У - р, где ч) - общее число параметров, характеризующих 10 сеть (5= З.М), так как каждая ветвь характеризуется тремя параметрами - аэродинамическим сопротивлением, расходом воздуха и перепадом давления на ней; У-общее число уравнений сети, а именно 151 вуравнений 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 Р= М - 1 или в данном случае Р= 4.20 ОДна из возможных расстановок датчиков депрессии показана на чертеже, где эти датчики измеряют перепады давления между всосом и нагнетанием вентилятора (датчик в ветви 0), а также перепады в ветвях 1, 2, 4 и 5 с учетом заданных величин погрешностей измерения: 8 - 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 таблэцы Показания езультаты моделироания на ЭВЧ ргспозавзния ситуации атчнков о) аН 1 00 ан (1,2) он лн ешение, выдзнное ЭВН Отказ в сети.Сопротивление ветви Ьуменьшилось на 9 У.Возможна раз ермстизация нпюзэ 16 59 276 40 7 80 Возможна крупная знарня-отказ во мне ихэлементах системыПолагаем,что это откзз 6 7 110 .2 О 6,6 18,4 227 четвертой 6 2, 1 7,15 К 4 5 3 в сети.Сопрст 1 влекис О ветви возросло на 89 С,возможен отказ вентиэигорной установки.Сопр тив.пение ветви " возросла нэ 150":. Возможе зава:.выработки Сопр оти плениветви "2" возрасла наВ.Сопротивление нетни3 возросло иа 6481:,возможен завал выработкиСопротивление ветви"5" возросло на 136,":,возможен завал выработки Са;ретив:анис нагни 6 умсньшилос нзВЬЮ зоэовна разгсрме тизация шлюза Ситуация 1 (нормальный режим) принимается за основу во всех остальных ситуациях - ее параметры соответствуют данным предыдущего К-го цикла контроля. В ситуациях 11 и 111 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. В следующих ситуациях 1 Ч и 7 имитируется отказ соответственно в одной и в пяти выработках.Способ реализуется в следующей послдовательности операций. Например, в К-м цикле контроля вычисляют по каждому датчику расхода относительное изменение расхода воздуха О, (К) в виде отношения разности между значением расхода воздуха Я, (К) в данном цикле контроля и его значением Я 7(К - 1) на предыдущем К - 1-м цикле к значению Я(К - 1), затем вычисляют для каждого датчика депрессии относительное изменение 31, (К) депрессии в виде отношения разности ЛН 7(К) --- ЛН,(К - 1) к ЬН(К - 1), после чего подсчитывают общее для данного цикла контроля общее число(К) таких значений о:(К) и т)(К), каждое из которых больше наперед заданного числа 8. где в 1, затем, если (К) 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 б,(К) относительного изменения ее аэродинамического сопротивления в виде разности К 7(К) -Режим функционирования системы и его основные расчетные параметры 1 по показаниям патчиков) 17 Отказ в ветви нб", содержащей шлюзы 20К 0,4 2,0 2,5 0,8 2,2 3,0 9,90 59 20 16 59 36 36 23аН 276 40 40 47 80 109 229 Отказ во всех нетвях сети, кроме 4 18,4 4 6,6 18,4 10.6 10,6 7,8ЬН 227 20 20 110 22 75 117- Р (К - 1) и К (К - 1), затем подсчитывают обгцее число 11(К) значений 137(К), превышающих заданную наперед величину сс, где а 1, после чего сравнивают ) (К) и (.:(К). Если(К)(1:(К), то принимают ре- ЗО шение о неправильных показаниях соответствующих датчиков, у которых о;(К) или 3), (К) больше 8. Если 7)(К) )1.1 (К) при 11(К) = 1, то принимают решение об отказе в сети (например, завале или, наоборот, разгерметизации соответствующей ветви, для 35 которой 6,(Кв). Если(КЯ(К) при1(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, выдаваемогоЭВМ на основе сопоставления параметров 1)(К) и (К), возрастает с ростом числа одновременных отказов (в датчиках или в ветвях сети), однако это не отражается в целом на качественной стороне самого процсс са распознавания, так как одновременныевнезаыные 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..,ое га вы Редактор М. Ьа дура текреа И Заказ 4 07129 кгзакк тс В 1 ИИПИ Госта рот еыыго кок: ета 1, 13035, Моек 5 а. Ж, 33,111 озоееыыо.ОгГрафыеекое ое5Для технической рс 1 ализапии способа могут сбыть использованы, например, серийно выпускаемые датчики для измерегги скорости воздуха, для измерени депрессий перепадов давления между узлами сети жидкостный дифференциальный манометр,5 серийно выпускаемая аппаратура телемеханики ТЕМП - 200 в составе комплекса КУД - 1, серийная микроМ, 11 апример СМ в 18. При измерении перепадов давления точки замеров могут соединяться с дат О чиками с помощью импульс:гых трубок из металлических газовых или пластмассовых труб. Способ автоматического централизова; ного контроля распределения воздуха в 11 ахтной вентиляционной сети, включающий измерение расходов воздуха и депрессий ь вет вях вентиляционной сети и индикац 511 с 1 нформации, отличсггоигггггогг тем, что, с цел.15 1 овышени 51 достоверности показаний датчиков и точности определения вида и места возможного нарушения вентиляционной сети, определяют относительные изменения 1 сзависимых расходов и депрессий в ветвях, сравнивают их с первым заданным намного меньшим единицы числом и, если все относительные расходь и депрессии меньше заданного числа, то измеренные расходы и депрессии считают достоверными, если же не все относительные расходы и депрессии достоверны, то определяют относительное измес.нис аэродинамичСкого сопротивления и сравнивак)т его с вторым наперед заданным намно 1 о меньшим единицы числом, Определгнот Исло превышений относительных изменений аэродинамического сопротив 1 ения пад вторым зада ным числом, если эго число меньше числа превь:агний расходов и депрессий, то индицируют непра- БИЛЬНЫЕ ПОК 11 ЗаНИ 51 Дате 1 ИКОВ, ЕС,1 И Это ЧИСЛО больше числа превыцгений расходов и депрессий, то индицирукт аварию в ветвях или иах ге. те ь " 1 а аокИа