книги / Проходческо-очистные комбайновые комплексы калийных рудников. Ч. 1

41

счет тиристоров инвертора. Процесс пуска каскада происходит в три этапа:

1.Обмотки статора двигателей соединены последовательно и в «звезду», а роторные выпрямители - параллельно;

2.Обмотки статора двигателей соединены последовательно и в «треугольник», а роторные выпрямители - параллельно;

3.Обмотки статора двигателей соединены последовательно и в

«треугольник», а роторные выпрямители - последовательно. Система автоматического регулирования скорости привода

построена на элементах унифицированной блочной системы регуляторов аналоговой ветви в интегральном исполнении (УБСРАИ). Задатчик интенсивности движения на входе системы позволяет регулировать время разгона привода до установившейся скорости.

Применение такого типа привода позволяет регулировать производительность вентиляторной установки изменением скорости вращения двигателей. Предусмотрен и механический способ с помощью устройства сброса мощности.

Шахтные подъемные установки (ШПМ) предназначены для транспортировки руды на поверхность, а также для спуска и подъема людей, материалов и оборудования.

На калийных рудниках применяются в основном одноканатные подъемные машины, за исключением одной многоканатной клетевой наБКПРУ-4.

Все одноканатные подъемные установки неуравновешенные, имеющие в качестве концевой нагрузки на канат скип, клеть или противовес. В частности, грузовые установки - двухскиповые, а грузо-людские имеют клеть и противовес.

На многоканатной установке с машиной типа МК 5x4 в качестве подъемного сосуда используется клеть грузоподъемностью 25 тонн, а вес порожней клети - 25 тонн.

На ОАО «Уралкалий» применяются: на скиповых установках подъемные машины типа 2Ц-5х2,7 и 2Ц-6х2,8 с диаметром барабана 5 и 6 метров и скипами грузоподъемностью до 24 т., а на клетевых установках подъемные машины типа ЦР-4/0,8 с диаметром барабана 4 м и двухэтажными клетями.

Подъемные машины установлены на железобетонном фундаменте и закреплены анкерными болтами. Машины выполнены сварной конструкции с нарезкой под канат на оболочке барабана. Коренной вал машин опирается на подшипники скольжения или качения. Один барабан у машин заклиненный, он жестко закреплен на валу машины, второй - переставной и может поворачиваться на валу. Расцепное устройство механизма перестановки обеспечивает работу обоих барабанов (частей барабана) как одного целого при

42

нормальной работе подъема и позволяет быстро сменять канаты, регулировать длину канатов при их вытяжке или при отрезке каната на испытание за счет вращения только одной заклиненной части

барабана.

Барабан машины снабжен тормозами, которые предназначены для торможения и удержания машины в момент остановки, затормаживания и остановки в аварийных ситуациях, выполнения стопорения переставного барабана при регулировке длины канатов. Тормоза машины, выполняющие функции рабочего и предохранительного торможения —колодочные. Рабочее торможение - пневматическое, а предохранительное - пневмогрузовое. При работе машины усилие от правого и левого тормозных приводов суммируются, т.к. они действуют совместно, а в момент выключения расцепного устройства тормозные приводы действуют раздельно.

Источником энергии тормозной системы и расцепного устройства является сжатый воздух, поступающий под давлением из воздухосборника, питающегося от компрессорной установки.

Подъемные машины снабжены электроприводом. Подъемный двигатель на скиповых машинах соединяется с барабаном через соединительную муфту. На клетевых установках между барабаном и двигателем установлен редуктор. Электропривод скиповых установок выполнен по системе «Генератор-двигатель» с тиристорным возбуждением электрических машин.

Вданной системе генератор типа ГП или ГО приводится во вращение с постоянной скоростью синхронным двигателем типа СДНЗ мощностью до 4000 кВт. Регулирование скорости подъемного двигателя осуществляется изменением тока возбуждения (а следовательно и напряжения на якоре) генератора.

Вкачестве двигателя применены машины постоянного тока типов ПБК или ГО мощностью 2000 -г 3500 кВт.

На многоканатной клетевой подъемной установке БКПРУ-4 применен привод постоянного тока, выполненный по системе «Тиристорный преобразователь-двигатель».

Вданной системе привода подъемный двигатель постоянного тока типа ГО, установленный на копре башенного типа и имеющий мощность 950 кВт, питается от силового тиристорного преобразователя, который и обеспечивает регулирование скорости путем изменения напряжения на его якоре.

Подъемные двигатели привода постоянного тока создают на валу машины регулируемые двигательный и тормозной моменты для выполнения всего цикла движения. При этом механическое торможение используется для стопорения подъемной машины в

43

конце цикла движения, при перестановке барабанов, а также для аварийной остановки машины.

Электропривод клетевых установок выполнен на базе асинхронного двигателя с фазным ротором мощностью 630-800 кВт

иреостатным способом регулирования скорости. При редукторном приводе электродвигатель соединяется с редуктором пружинной муфтой, смягчающей толчки и удары в зубчатом зацеплении при пуске и торможении. В асинхронном приводе с роторным реостатом для управления движением по заданной диаграмме скорости можно использовать не только генераторное и динамическое торможение, но и механическое рабочее торможение.

Скиповые подъемные машины практически все работают в режиме полной автоматики. На клетевых подъемных установках автоматизирован только процесс разгона машины до установившейся скорости и динамическое торможение, поэтому управление работой ведется вручную машинистом подъема.

Система управления приводом в каждом случае представляет собой комплекс механической, пневматической и электрической аппаратуры, связанной кинематическими и электрическими цепями. Она содержит комплект аппаратуры для задания и управления движением машины и автоматизации; предохранительной аппаратуры; устройств защит ПШМ от опасных отклонений от нормального режима работы; диагностической и информационно­ сигнальной аппаратуры о состоянии и неисправностях оборудования.

Большинство систем автоматического регулирования скорости скиповых подъемных установок построено на унифицированных элементах серии УБСР-АИ.

За всеми подъемными установками ведется тщательный надзор, каждый день проходит осмотр канатов, сосудов, тормозов и других наиболее ответственных узлов ШПМ, ежегодно проводятся ревизии

иналадки, а также капитальный ремонт.

Водоотливные установки применяются на участке гидрозакладки для откачки рассола из рудника. Применяют грунтовые и многосекционные насосы типа ЦНС и ЦНСК производительностью до 300 м3/мин с приводным асинхронным двигателем мощностью от 130 до 500 кВт.

Основные рабочие части центробежных насосов ЦНСК (вал, рабочее колесо, бронедиск) изготовлены из нержавеющей стали. Корпус насосов набран из отдельных секций и стянут шпильками. В каждой секции установлено рабочее колесо, направляющий аппарат и защитно-уплотнительное кольцо, которое устраняет перетекание перекачиваемой жидкости пространства с высоким давлением. Рабочие колеса установлены на валу, вращающемся на подшипниках.

44

В местах выхода вала из насоса установлены сальники, которые поджимаются за счет давления в гидравлической камере. Осевое усилие насоса выравнивается при помощи гидравлической пяты, состоящей из разгрузочного диска с кольцом. Насос и двигатель устанавливаются на металлической раме и соединяются между собой

через муфту [12].

Каждый насосный агрегат имеет схему автоматического запуска,

атакже все необходимые защиты и блокировки.

1.9.АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ.

Технический прогресс в создании высокопроизводительного оборудования для шахт и рудников выдвинул требования перехода от автоматизации отдельных установок к комплексной автоматизации производственных процессов. Такая тенденция наблюдается и на рудниках Верхнекамского месторождения.

В данном разделе излагаются особенности автоматизации очистных и подготовительных работ, подземного транспорта и стационарных установок.

Комплексная автоматизация проходческо-очистных работ может быть достигнута только при завершении механизации всех операций, выполняемых вручную, повышении надежности машин и оснащении их аппаратурой автоматического и дистанционного управления.

Автоматизированный проходческо-очистной комбайн по сравнению с неавтоматизированным комбайном обеспечивает повышение производительности труда, снижает трудоемкость работ и повышает их безопасность. Он оснащается разнообразными датчиками, регуляторами, исполнительными механизмами и сложной системой управления, которая позволяет:

-осуществлять автоматический выбор оптимального режима работы комбайна путем регулирования скоростей подачи и резания;

-автоматическое регулирование нагрузки главного привода

иположения рабочего органа;

-осуществлять автоматическое регулирование положения исполнительного органа по гипсометрии пласта;

-обеспечивать автоматическое вождение комбайна по заданным направлениям или по «старой» дороге;

-осуществлять дистанционное управление комбайном при движении в вертикальной и горизонтальной плоскостях и компенсацию бокового крена (как по проводам, так и по радиоканалу);

45

-обеспечивать передачу на выносной пульт управления информации о местоположения комбайна и других параметрах его работы;

-осуществить автоматический контроль безопасного состояния комбайна и окружающей среды, включая газовый режим в зоне выемки;

-защищать электродвигатели комбайна от опрокидывающих перегрузок; обеспечивать поддержание тока статора в

пределах +10 % от заданной нагрузки и осуществлять другие виды электрических защит, блокировок, контроля и сигнализации;

-предотвращать возможность включения рабочих двигателей без подачи звукового сигнала;

-снижать скорость подачи от максимальной до нуля за время, не превышающее 3 сек и ограничивать скорость подачи комбайна с точностью ±10 % от максимальной скорости;

-обеспечить автоматическую укладку кабелей и шлангов;

-осуществить автоматическое управление и регулирование связанных с комбайном механизмов.

Проходческо-очистные комбайны ПК-8МА, «Урал-20КС», «Урал-20А», «Урал-10А» и другие, применяемые на предприятиях ОАО «Уралкалий», как показано во второй части книги, не обеспечивают в полной мере перечисленных выше функций. Это объясняется отсутствием взрывобезопасных и надежных систем регулируемого электропривода, средств автоматического контроля и управления движением машин по пласту, систем стабилизации направленного движения в плане и профиле, а также оптимизаторов производительности, устройств контроля препятствий на комбайновой дороге, которые всё еще находятся в стадии создания или испытания опытных образцов.

Вместе с тем, следует отметить, что процесс добычи калийных руд проводится с высокой степенью механизации, а работы по совершенствованию техники продолжаются.

На всех калийных рудоуправлениях для доставки руды в околоствольный двор применяется конвейерный транспорт.

Для автоматизации конвейерных линий применяются аппаратуры: АУК-1м, АУК-10 (на БКПРУ-1 и БКПРУ-4); БИСУК и внедряется САУКЛ (на БКПРУ-2).

Процесс автоматизированного управления конвейеров устанавливает выполнение следующих технических требований. Пуск конвейерной линии осуществляется в направлении, обратном

46

грузопотоку. Для разветвленной линии предусматривается возможность дистанционного выбора и раздельного пуска каждого маршрута. Перед пуском всех конвейеров автоматически подается предупредительный звуковой сигнал, передаваемый по трассе запускаемого маршрута. Включение каждого последующего конвейера в линии осуществляется .автоматически после установления номинальной скорости движения тягового органа предыдущего конвейера. Время пуска конвейеров контролируется. Во время работы обеспечивается автоматический контроль скорости конвейера. Остановка конвейерной линии осуществляется как с пульта управления, так и с любой точки по ее трассе.

Для более полного представления о возможностях современной аппаратуры автоматизации конвейерных линий приведем перечень функций, выполняемых аппаратурой САУКЛ, которая позволяет управлять 60-ю конвейерами с неограниченным количеством ответвлений в схемных построениях и имеет хорошие перспективы на применение в рудниках ОАО «Уралкалий»:

1.Централизованное автоматическое управление пуском и остановом;

2.Местное управление пуском и остановом;

3.Дистанционное телеуправление сопутствующим вспомогательным оборудованием;

4.Пуск конвейерных линий или дозалуск по командам диспетчера с пульта управления;

5.Оперативный останов конвейерной линии, части линии, отдельного конвейера с автоматическим отключением всех конвейеров подающих груз на остановившийся:

—по командам от диспетчера с пульта управления;

—обслуживающим персоналом с блока управления конвейером воздействием на кнопку «Стоп»;

—при размыкании цепи в линии взаимоблокировки;

—при переводе переключателя режима работы в «Местный» режим, если конвейер был запущен в автоматизированном режиме.

6.Аварийный останов конвейера (с наложением тормозов при снижении скорости ленты ниже 0,5 м/с) при следующих видах защитного отключения, а также в случаях по п. 7 для конвейеров, в конструкции которых не предусмотрены тормоза:

—при пробуксовке ленты относительно приводных барабанов более чем на 10 % от номинальной синхронной скорости и при непрерывной подаче сигнала о пробуксовке не менее 4 с;

—при снижении скорости приводного барабана более чем на 25 % от его номинальной синхронной скорости и при длительности сигнала в течение 4 с;

47

—при затянувшемся пуске, если за установленное время пуска (в пределах 10-60 с) скорость приводного барабана не достигла 75 % от номинальной синхронной скорости;

—при снижении скорости вала приводной звездочки механизма с цепным тяговым органом более чем на 25 % от номинальной синхронной скорости и в случае непрерывной подачи сигнала в течение 4 с;

—при заклинивании (обрыве) тяговой цепи, в случае непрерывной подачи сигнала о наличии заклинивания (обрыва) в течение 4 с;

—при сходе ленты в сторону и в случае непрерывной подачи

сигнала схода ленты в течение 4 с;

—при срабатывании электрических защит электропривода;

—при открытом состоянии ограждений приводных, натяжных

иконцевых станций, конструкция которых предусматривает возможность их съема;

—при самопроизвольном наложении тормозов в процессе работы конвейера при наличии датчиков;

—при нагреве барабанов свыше установленной нормы, при наличии датчика контроля температуры барабана;

—при перегреве масла в турбомуфте, при наличии датчика контроля температуры масла в турбомуфте;

—при отсутствии связи с пультом управления в течение времени более 30 с;

—при наличии короткого замыкания в цепях подключения дискретных датчиков;

—при наличии обрыва или короткого замыкания в линии связи с модулями линейными.

7.Экстренный останов конвейера с наложением тормозов одновременно с подачей команды на отключение привода конвейера при следующих видах защитного отключения:

—при превышении скорости барабана на 10 % от его номинальной синхронной скорости и длительности сигнала в течение 4 с;

—при подаче человеком команды на экстренное отключение

конвейера из любой точки по его трассе;

— при превышении допустимого уровня транспортируемого материала в местах перегрузки с конвейера на конвейер, при длительности сигнала 1-3 с;

— при поступлении команды на отключение от средств обнаружения пожара;

48

—при срабатывании датчиков обрыва или ловителей ленты, при наличии соответствующих датчиков.

8.Блокировки, запрещающие:

—включение двигателей конвейера без подачи предупредительной сигнализации длительностью не менее 5 с;

—включение двигателей конвейера при превышении допустимого уровня транспортируемого материала в местах перегрузки;

—включение двигателей конвейера с пульта управления, если блок управления конвейером находится в режиме местного управления;

—запуск с пульта управления всех конвейеров, расположенных за конвейером, находящимся в режиме местного управления;

—работу конвейера в местном режиме при фиксации кнопки

«Пуск»;

повторный пуск конвейера с пульта управления до момента ручной (на блоке управления конвейером) деблокировки в случаях:

—пробуксовки ленты относительно приводного барабана;

—снижения скорости приводного барабана;

—заклинивания (обрыва) тяговой цепи;

—снижения скорости вала приводной звездочки конвейера с цепным тяговым органом;

—превышения скорости приводного барабана на 10 % от номинальной синхронной скорости;

—срабатывания электрических защит электропривода;

—затянувшегося пуска конвейера;

—подачи команды по линии экстренного отключения на останов конвейера;

—самопроизвольного наложения тормозов в процессе работы конвейера;

—срабатывания ловителей ленты или датчика обрыва ленты;

—поступления команды на отключение от средств обнаружения пожара;

—снижения скорости цепи конвейера с цепным тяговым органом;

49

—включение двигателей конвейера:

—при предельном положении натяжного барабана;

—при открытом состоянии ограждений приводных, натяжных, концевых станций, конструкция которых предусматривает возможность их съема;

—при наложенных тормозах;

—при перегреве масла в турбомуфте, приводных барабанов, обмоток электродвигателей;

—при наличии схода ленты в сторону (в автоматизированном режиме управления);

—при наличии сигнала от датчика экстренного останова;

—при наличии сигнала от датчиков средств обнаружения пожара;

—при обрыве ленты;

—при наличии короткого замыкания в цепях подключения дискретных датчиков;

—при наличии короткого замыкания в цепях кнопок «Пуск» и «Сирена»;

—при обрыве в цепи кнопки «Стоп»;

—при наличии обрыва или короткого замыкания в линии связи с модулями линейными;

—при отсутствии предупредительного звукового сигнала заданной длительности.

9.Сигнализацию и индикацию:

—предупредительную предпусковую звуковую сигнализацию длительностью более чем 5 с перед пуском конвейера (конвейерной линии), слышимую по всей его длине;

—аварийную прерывистую звуковую сигнализацию при возникновении всех видов защитных отключений на аварийно отключившемся конвейере длительностью не менее 30 с;

—вызывную кодовую звуковую сигнализацию по любому выбранному диспетчером маршруту;

—оперативную индикацию на блоке управления конвейером, содержащую сообщения о режиме работы и типе конвейера;

—аварийную индикацию на блоке управления конвейером с расшифровкой всех видов защитных отключений и блокировок;

—отображение причин защитных отключений на пульте управления с расшифровкой всех видов отключений и блокировок, а

также номера конвейера, на котором произошли защитные отключения или блокировка;

— отображение на пульте управления номера датчика экстренного останова, схода ленты, превышения температуры

50

электродвигателей и т. д. и номера конвейера, на котором произошло срабатывание этих датчиков;

—оперативное отображение на пульте управления состояний управляемых объектов и сопутствующего вспомогательного оборудования;

—прерывистый звуковой сигнал на пульте управления об экстренном или аварийном отключении любого конвейера, или о его отключении обслуживающим персоналом путем воздействия на кнопку “Стоп”

10.Двухстороннюю телефонную связь между диспетчером и пунктами установки блоков управления конвейерами.

11.Управление конвейером с многодвигательным приводом.

12.Контроль и защитное отключение конвейера при залипании силовых контактов магнитного пускателя.

13.Телеуправление сопутствующим вспомогательным оборудованием.

На БКПРУ-1 наряду с конвейерным транспортом используется электровозная откатка, где с целью обеспечения безопасности движения и увеличения пропускной скорости составов применяется аппаратура автоматического управления сигнальными огнями светофоров и приводными стрелочными переводами.

Аппаратурой оборудованы узлы с одно- и двухпутными перегонами, а также однопутные приемно-отправочные пути, имеющие пружинные и автоматизированные стрелки.

Аппаратура применяется также для автоматической светофорной блокировки, т.е. управление движением с помощью огней светофоров. Перевод стрелок в этом случае осуществляется по команде, подаваемой машинистом из кабины движущегося электровоза.

Аппаратура автоматизации должна обеспечивать:

-автоматическое открытие после произведенного запроса зеленого (разрешающего) огня светофора, если данный маршрут свободен и стрелки переведены;

-автоматическое переключение нормально горящего красного (запрещающего) сигнала на мигающий красный при срабатывании датчиков запроса на занятом участке ;

-автоматическое переключение мигающего красного сигнала на зеленый после освобождения занятого участка;

-возможность накопления маршрутов с последующим их заданием;

-автоматическое переключение разрешающего огня на запрещающий при выходе состава за светофор;