Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Разработка и исследование метода распознавания нижнего предела взрывной концентрации метановоздушной смеси в шахте 10
1.1. Анализ опасности взрывов метановоздушной смеси в шахтах, способов и средств контроля довзрывной и взрывной концентрации смеси 11
1.2. Исследование вентиляционных потоков и определение быстродействия при отборе информации о наличии взрывной концентрации в точке контроля шахтной выработки 22
1.3. Модель автоматического отбора информации о взрывной концентрации метановоздушной смеси для предотвращения взрывов метана в шахте 30
1.4. Исследование природы источника зажигания метановоздушной смеси и выбор элементов для реализации системы предотвращения взрыва метана в шахте 42
1.5. Исследование структурных и информационных потерь в датчике контроля взрывной концентрации метановоздушной смеси и разработка критерия выбора элементов для реализации 47
1.6. Математическая модель и эффективность системы предотвращения взрыва метана с контролем нижнего предела взрывной концентрации 51
Выводы 55
ГЛАВА 2. Исследование и разработка математической модели контроля взрывной концентрации по длине выработки и предотвращения взрыва метана защитным отключением электроснабжения 57
2.1. Способ предотвращения взрыва метана в шахте за счет многоточечного контроля взрывной концентрации по длине выработки 58
2.2. Минимизация убытков и числа точек отбора информации с датчиками взрывной концентрации метановоздушной смеси 66
2.3. Методика расстановки датчиков взрывной концентрации 69
2.4. Вероятность появления взрывной концентрации метановоздушной смеси одновременно с воспламенителем относительно расположения датчиков и вероятность взрыва на участке, контролируемом системой 74
2.5. Прогнозирование скорости распространения недопустимой концентрации газа по горной выработке, на основе данных получаемых с датчиков 77
2.6. Математическая модель системы предотвращения взрыва метана в контролируемом пространстве 82
Выводы 84
ГЛАВА 3. Разработка и исследование математических моделей и алгоритмов контроля параметров загазованного объекта 85
3.1. Разработка требований к функциональности системы 86
3.2. Разработка математических моделей функций системы 92
3.3. Разработка алгоритмов для реализации функций системы 103
3.4. Разработка программ для ЭВМ, для реализации функций системы ИЗ
Выводы 120
Заключение 121
Литература 124
- Анализ опасности взрывов метановоздушной смеси в шахтах, способов и средств контроля довзрывной и взрывной концентрации смеси
- Исследование вентиляционных потоков и определение быстродействия при отборе информации о наличии взрывной концентрации в точке контроля шахтной выработки
- Способ предотвращения взрыва метана в шахте за счет многоточечного контроля взрывной концентрации по длине выработки
- Вероятность появления взрывной концентрации метановоздушной смеси одновременно с воспламенителем относительно расположения датчиков и вероятность взрыва на участке, контролируемом системой
Введение к работе
Актуальность работы
Газовыделение из разрабатываемых пластов угольных шахт возрастает с увеличением нагрузки на лаву, скорости продвижения и длины лавы. Современное состояние проблемы аэрогазового контроля шахтной атмосферы в угольной отрасли заключается в том, что датчики измерения параметров шахтной атмосферы, входящие в системы «Метан», «Микон», АКМР-М, не контролируют величину нижнего предела взрывной концентрации метана, не обеспечивают необходимого быстродействия контроля, что приводит к взрыву метана на шахте. Каждый взрыв метана в шахтной выработке подтверждает, что: рудничный воздух на этом участке имел взрывную концентрацию (Н); в местах появления взрывной концентрации в момент взрыва находился воспламенитель (Т) взрывной концентрации.
Если после взрыва о воспламенителе становится известно, то время появления взрывной концентрации Н, координаты начального места ее возникновения, скорости ее распространения до воспламенителя неизвестны, т.к. не разработаны технические средства контроля, в том числе высокоскоростные (менее 0,8 сек) сигнализаторы превышения безопасной концентрации метана в шахтной атмосфере.
Все это обусловливает необходимость разработки быстродействующего датчика распознавания взрывной концентрации метано-воздушной смеси и системы контроля взрывобезопасности рудничной атмосферы с целью предотвращения взрыва метана. Разработка датчика и системы контроля взрывной концентрации метана позволит решить задачу предотвращения вспышек метана и угольной пыли от фрикционных искр при работе проходческих и выемочных горных машин, а также взрывов метана в контролируемой горной выработке.
Актуальность работы подтверждается включением ее в перечень метаноотраслевых НИОКР ТЭК МИНЭНЕРГО России (протокол N8 от
26.07.02) и разработкой технического задания по теме 06.06 -«Автоматизированная система контроля и управления за взрывной концентрацией газовой среды на объектах угольной промышленности». Сокращенное наименование АСУПВМ - автоматическая система управления и предупреждения взрыва метана. Техническое задание утверждено управлением научно-технического прогресса Министерства энергетики РФ.
Большой вклад в решение проблемы предотвращения взрывов внесли такие видные ученые, как Е.Ф. Карпов, Б.И. Басовский, М.Д. Азбель, А.Т.Айруни, Л.А.Бахвалов, П.И. Бреслер, Л.А. Пучков и многие другие. При этом метод предотвращения взрывов на основе контроля взрывной концентрации на данный момент остается не достаточно разработанным.
Цель работы:
разработка метода и системы автоматического контроля нижнего предела взрывной концентрации газа для своевременного отключения электропитания добычных и проходческих машин, что позволит повысить уровень безопасности в шахте.
Идея работы
состоит в определении на основе физического свойства ионизации молекул газа при термическом воздействии ситуации для потенциального взрыва.
Научные положения и их новизна
Разработанный метод, основанный на анализе бинарного состояния периодически воспламеняемой метано-воздушной смеси в специальной камере сгорания, позволяет распознавать взрывоопасную ситуацию метано-воздушной смеси в точке шахтного пространства.
Разработанный метод, основанный на анализе совокупности реакций периодически воспламеняемой метано-воздушной смеси в специальной
7 камере сгорания, позволяет распознавать взрывоопасную ситуацию метано-воздушной смеси в конечном множестве точек пространства.
Разработанные математическая модель и алгоритм позволяют
автоматически определять координаты точки в выработке, где
обнаружена взрывная концентрация газа, скорость распространения
взрывной концентрации и длину участка выработки с взрывоопасной
метано-воздушной смесью.
Разработанные методы, математическая модель и алгоритм обладают научной новизной.
Обоснованность и достоверность научных положений подтверждаются:
достаточной сходимостью результатов экспериментальных и теоретических исследований;
корректным использованием методов теории вероятностей, теории информации, математической логики и программирования.
Научное значение работы
Научное значение работы состоит в том, что разработанные методы, модель и алгоритм позволяют создавать автоматизированные системы быстродействующего контроля взрывоопасности рудничной атмосферы.
Практическое значение работы
На основании разработанных методов, модели и алгоритма, создано программное обеспечение автоматизированной системы быстродействующего контроля взрывоопасности рудничной атмосферы, предложен способ контроля аварийной загазованности пространства и устройство для его осуществления, на которые получен патент РФ.
Реализация результатов работы
Результаты научных исследований использованы при создании «Автоматической системы предотвращения взрыва метана при внезапном выбросе угля и газа (АСУПВМ)» институтом ФГУП Гипроуглеавтоматизация и предприятием ООО МП МИЛАК. Опытный образец системы изготовлен заводом 000 «Логика».
Научные и практические выводы диссертационной работы использованы при создании высокоскоростного сигнализатора превышения уровня безопасной концентрации метана в шахтной атмосфере (СУБК). Техническое задание ТЗ-00173 829-09-06. Разработка сигнализатора производится, по заказу Федерального агентства по энергетике, ФГУП «Гипроуглеавтоматизация» при участии ООО «Декарт» и ОАО «Быковский завод средств логического управления «Логика».
По результатам диссертационной работы получены три патента РФ: №2124745 «Способ контроля аварийной загазованности пространства и устройство для его осуществления, №.2278270 «Устройство автоматической локализации взрывов и пожаров в горных выработках», №2278271 «Способ и устройство автоматического разгазирования горной выработки».
Апробация работы
Основные положения диссертационной работы докладывались и получили одобрение на международных научных симпозиумах «Неделя горняка» (2002-2004 гг), семинарах кафедры «Автоматики и управления в технических системах» МГГУ (2005г; 2007г).
Публикации
Основные результаты диссертационного исследования изложены в 10 научных работах.
Анализ опасности взрывов метановоздушной смеси в шахтах, способов и средств контроля довзрывной и взрывной концентрации смеси
Оптический абсорбционный метод основан на способности большинства газов поглощать инфракрасное излучение. При этом каждый газ имеет свои области поглощения [39].
Кратко рассмотрим остальные принципы газового контроля: - термокондукционный, основан на зависимости теплопроводности газовой смеси от концентрации определяемого компонента; - термохимический, использующий измерение электропроводности, напряжения и тока, характеризующих прохождение электрического тока в растворах электролитов при их взаимодействии с анализируемым газов; - хроматографический метод - один из наиболее эффективных физико- химических методов разделения и анализа сложных смесей [39].
Существует несколько классов аппаратуры газового контроля: шахтные оптико-акустические газоанализаторы, термохимические метанометры эпизодического действия, переносные непрерывнодействующие термохимические сигнализаторы, шахтные стационарные газоанализаторы; метанометры, устанавливаемые на горных машинах [39].
В настоящее время в России и за рубежом производится и используется множество газоанализаторов и систем контроля концентрации газовых смесей такие как: Сигма-СО, ИМС, Сигнал, СШ-2, РОДОС 03, АСВ-1, АСВ- 2, ИГС-98, ОКА-М, СГГ-35И (Россия); АМТ-03, АТЗ-1, Метан, ТМРК-3.1М (Украина); УНОР, Кляйн УНОР, Сифор-2, 642А, G500, G2000 (Германия); Споттер, М502, Д6, Д6Д, Метан Мониторинг Систем (США); Экс-Транс (США-Шотландия); VM1, СТТ-2 (Франция); MIS-3Az, MW-1, МК-1А (Польша); АКМД (Казахстан); МАЙНОС (Великобритания); Domino, SCACO (Италия) и т.д. Однако несмотря на обилие способов и средств защиты взрывы метана, продолжаются.
Анализ взрыва метана и параметры контроля его предотвращения.
Для взрыва метана необходимо сочетание двух элементов - образование метановоздушной взрывчатой смеси и появление искры, раскаленного тела или открытого пламени [88]. Обозначим Z - появление взрыва Н - метановоздушная взрывчатая смесь Т - появление искры, раскаленного тела или пламени. Логическое высказывание взрыва метана можно записать математически:
Известно, что перед взрывом происходит задержка воспламенения метановоздушных смесей с различной концентрацией метана в зависимости от температуры источника воспламенения [76].
Величина Ъ есть индукционный период (промежуток времени с момента контакта метана с источником тепла до его воспламенения).
Значение в зависимости от содержания метана Н и различных температур Т приведено в [44] в качестве таблицы 1.2.
Пределы взрывчатости метана с воздухом (%) при t = 20С и р = 1013 Гпа: нижний-4,9, верхний 15,4 [76]. Температура воспламенения газовоздушной смеси (метан+воздух) составляет 645 [76] при давлении =1013 Гпа.
Индукционный период t3 при температуре воспламенения 650 составляет Юс [39], t3 при температуре воспламенения 115 и содержании метана 6% составляет 1,08, см. табл. 1.2, а при содержании метана 12% составляет 1,64 с.
Для создания быстродействующих приборов, контролирующих взрывную концентрацию метановоздушной смеси на базе ее взрыва в ограниченном объеме, необходим воспламенитель с температурой воспламенения более, чем 1075Ю таблица 1.2. При такой температуре задержка воспламенения в приборе будет менее 0,039 с.
Вспышки, возгорания и внезапные выделения метана составляют 96% от общего числа аварий, происходящих в связи с нарушением пылегазового режима в угольных шахтах РФ [73].
В очистных забоях количество вспышек метана и угольной пыли составляют 45,6% [82]. При взрыве метана в лаве 14-01 шахты «Зыряновская» причиной трагедии, унесшей 67 горняков, назван раздавленный корпусом очистного комбайна о борт кабель-укладчика индивидуальный шахтный самоспасатель. Он загорелся и вызвал взрыв метана.
Отбор проб анализаторами метана в лаве производится в местах, определяемых 304 Правил [71]. В качестве примера на рис. 1.2 приведена схема расположения замерных пунктов при столбовой системе разработки и прямоточной схеме проветривания (1-4 являются пунктами измерения).
Схема расположения замерных пунктов при столбовой системе разработки и возвратноточной схеме проветривания: 1-5 пункты измерений.
В пункте поз. 3 (рис. 1.2) в 15 или 20 м от места выхода вентиляционной струи из очистной выработки располагается датчик ДМВ анализатора метана АТЗ-1, АТ1-1. Кроме того, в очистной выработке на добычном комбайне устанавливают метан-реле ТМРК-3.1М (поз. 6 рис.1.2), который в случае образования местного скопления метана (2%) должен снять напряжение с питающего кабеля добычного комбайна 269 [71].
Итак, очистной забой от недопустимых концентраций метана в процентах по объему защищают аппаратура АТЗ-1, АТ1-1, (возможно «Микон» с датчиком метана ТМС01 и анализатор метана AMI или АМЗ Смоленского завода «Аналитприбор»), а также метан-реле ТМРК-3.1М. Быстродействие указанных аппаратов 15 сек, а ТМРК-3.1М - 20 сек.
При внезапном выбросе угля и газа следует считаться с тем, что электрооборудование и кабели могут внезапно подвергаться воздействию мощной ударной волны и выброшенной горной массы, а также и тем, что при выбросе одновременно с горной массой выбрасывается большое количество метана [43]. В зоне выброса образуется взрывчатая концентрация метана и если электрооборудование или кабели будут повреждены и происходят дуга или искра, возникает опасность взрыва метановоздушной смеси. Опасность усугубляется тем, что взрыв метановоздушной смеси может спровоцировать взрыв, находящейся во взвешенном состоянии угольной пыли. На одной из шахт Донбасса откаточный штрек, лава и примыкавшие к штреку выработки были заполнены метаном с концентрацией до 70% [43].
Исследование вентиляционных потоков и определение быстродействия при отборе информации о наличии взрывной концентрации в точке контроля шахтной выработки
Для фиксации нижнего предела взрываемости газовой смеси необходимо в точке контроля произвести принудительное воспламенение атмосферы во взрывобезопасной камере сгорания, зафиксировать момент появления взрыва в камере сгорания, отождествив его с наличием взрывоопасной газовой смеси в контролируемой точке пространства. Выводы к параграфу 1.2.
Анализируя выражения (1.5-1.10) можно сделать следующие выводы:
1. Необходимое быстродействие 1Б датчика метана зависит от значения скорости воздуха в выработке, где установлен датчик.
2. Чем меньше время срабатывания в датчике метана, тем меньше длина неконтролируемого потока взрывной концентрации после датчика по направлению скорости воздуха V, тем меньше вероятность взрыва метана на расстоянии выработки 1Д и меньше энергия взрыва Э.
3. Чем меньше время срабатывания датчика метана, тем меньше длина 1д неконтролируемого потока взрывной концентрации метана.
4. Чем меньше время срабатывания датчика метана, тем меньше во времени находится поток взрывной концентрации, подходящий к датчику метана и находящийся в пространстве, где не отключена электроэнергия, возможно появление воспламенителя и соответственно увеличение вероятности взрыва.
5. При существующих датчиках АТЗ-1, «Микон» (ДМС01) и др. с быстродействием не более 10 сек: максимальная длина неконтролируемого аварийно загазованного потока от датчика контроля Д по направлению движения струи, после которой датчиком должна отключаться электроэнергия, составляет более 60 м; максимальная длина неконтролируемого аварийно загазованного потока, который пропустит датчик контроля (пропуск сигнала) и не отключит электроэнергию, составляет менее 60 метров; максимальная длина неконтролируемого аварийно загазованного потока, возникшего в начале лавы длиной 300 м и продолжающего увеличиваться в сторону датчика, составляет 380 м.
6. Быстродействие датчика метана, который бы удовлетворял указанным в 235 [71] скоростям движения воздуха У=4 м/с для пространства очистных выработок должна быть 1;Б меньше 1 сек (1д=4м) меньше 2 сек (1д=8м)
Для отбора информации о взрывной концентрации метана адаптирована модель отбора информации от технологических процессов (предложенная проф. М.Г.Мелькумовым и проф. Ю.Н.Камыниным) за счет: - введения в систему взрывобезопасной камеры сгорания; размещения переносчика 2, модулятора 3, канала 4, воспринимающего устройства 6 в одну взрывобезопасную камеру сгорания 9; - вход в переносчик может быть как взрывобезопасным так и искробезопасным, а выход воспринимающего устройства 6 из камеры сгорания - искробезопасным; - вход и выход взрывной концентрации метана осуществляется через оболочки из металлических сеток [18].
Элементами структурной схемы модели (рис. 1.4) отбора информации о технологических процессах с учетом [36] являются сигнал 1, переносчик 2, модулятор 3, канал 4, помехи 5, воспринимающее устройство 6, устройство сравнения 7, источник питания 8. Части элемента 2 (электроды или нагретая проволока), элемент 3, элемент 4 и часть элементов 6 (электроды газового промежутка, или фотоприемник) размещены в камере сгорания 9.
В результате проведенного обзора литературных источников [36,76,67,47,99,44] для каждого элемента структурной схемы рис. 1.4 приведена исходная информация, необходимая для выбора ряда параметров. Такие параметры А и Б приводятся ниже.
А. Параметры переносчика 2 выбираем так, чтобы обеспечить температуру воспламенения Т метановоздушной смеси в камере сгорания 9.
а) для нагретой проволоки нити: материал проволоки, диаметр (1, длина 1П, нити накала, ток накала нити для получения необходимой температуры нагрева проводника Т„, обеспечивающей воспламенение, мощности V/ источника зажигания с учетом искробезопасной мощности источника питания 8 (рис. 1.4).
б) для электрического разряда п.2.1.1 рис. 1.4: минимальная мощность зажигания т время отбора и передачи информации, длительность воспламенения I, расстояние между электродами 3ЭЛ. Б. Параметры воспринимающего устройства и устройства сравнения. П1 - величина сигнала, п0 - величина помехи, пс - порог срабатывания.
Основным параметром модели является быстродействие отбора и обработки информации Модель должна обеспечить работу быстродействующего датчика, отвечающему 1.2 диссертации. Значение быстродействия 1Б датчика для модели рис. 1.4 можно представить уравнением: 1б = 13 + ТО + Тп (1.11) где 13=(Т) - промежуток времени задержки воспламенения при различной температуре смеси [44] в камере посредством теплоты переносчика. х0 - время отбора информации (интервал дискретизации) при фиксации воспламенения в камере воспламенителя 6 (рис. 1.4) устройствами сравнения 7.
Способ предотвращения взрыва метана в шахте за счет многоточечного контроля взрывной концентрации по длине выработки
Объектом разрабатываемой автоматизированной системы контроля и управления взрывной концентрацией газовой среды (на базе существующих датчиков) на объектах угольной промышленности является участок шахты с добычным и проходческим оборудованием.
Указанная система предназначена для использования в автоматизированной системе контроля принятия решений, например в очистном забое, включающем комплекс машин (комбайн, конвейер, секции механизированной крепи). Система контроля принятия решений должна следить за идеальным выполнением функциональных задач комплекса: секции крепи при различной величине раздвижки по лаве подхватывают кровлю; шнек комбайна следит за гипсометрией пласта либо обходит породное включение; конвейер передвигается без особых усилий или надвигается на порожек в почве. При этом положение машин комплекса в пространстве каждый раз несколько изменяется по отношению к наблюдавшемуся в предыдущем рабочем цикле. И всякий раз заново оценивается состояние комплекса, а также динамика содержания метана, являющаяся ограничителем в работе комплекса.
Для контроля безопасности, при эксплуатации комплекса машин в очистном забое, необходимо наблюдать за динамикой содержания метана и принимать решения в моменты появления нижнего предела взрываемости, всего диапазона взрываемости, а так же момента взрыва (вспышки) метана.
Функции системы контроля и управления взрывной концентрацией газовой смеси.
Система должна обеспечить выполнение следующих функций: 1. Осуществлять непрерывный автоматический контроль состояния взрывоопасной газовой среды (взрывная среда или нет). 2. Зафиксировать в памяти ЭВМ первую координату в горной выработке, где рудничная атмосфера достигла взрывной концентрации, и выдать информацию о ней на дисплее горному диспетчеру. 3. Автоматически определять основные параметры загазованного объекта: 3.1. - координаты т; (х,у;,2,) выработки и ее наименование в точках появления взрывной рудничной атмосферы; 3.2. - длину Цм) аварийного загазованного участка с взрывной концентрацией, наименование выработок, по которым распространяется взрывная концентрация, их расположение на плане горных работ или схемы вентиляции; 3.3. - скорость V распространения газовой смеси с взрывной концентрацией по выработкам. 4. Автоматически прогнозировать расположение переднего фронта взрывной газовой смеси в выработке на наперед заданное время (например, через 20 мин) и представить эту информацию на плане горных работ (схема вентиляции). 5. Автоматически определять координаты возможных воспламенителей Т (двигатели, пускатели, движущиеся части, кабельные коробки, кабели и др.), расположенных в выработке: 5.1. - после первого датчика, зафиксировавшего взрывную концентрацию, до второго смежного, который не зафиксировал взрывную концентрацию; 5.2. - по всей длине загазированной выработки; 5.3. - после переднего фронта взрывной газовой смеси, до прогнозируемого переднего фронта через заданное время. 6. Автоматически определять и представлять на экране дисплея наименование и план горной выработки на момент появления в ней новой точки с взрывной концентрацией рудничного газа. 7. Автоматически выдавать диспетчеру номер плана ликвидации аварий (ПЛА) на случай вероятного (возможного) появления аварии (вспышка метана) на коротком участке. 8. Автоматически подавать управляющие сигналы на системы отключения электроснабжения и машин, систему вывода людей из загазированной зоны на свежую струю, систему управления вентиляцией, систему оперативного разгазирования, систему автоматической ликвидации взрывов и пожаров в горных выработках, устранения аварий при взрывных работах.
В данной работе применен математический аппарат в виде булевых функций и их аргументов, который можно использовать для получения информации о виде и месте аварии для выполнения функций 1-8.
Аргументами булевых функций являются [36]: А{ - наблюдаемая (выходной сигнал с датчика) переменная; Т , - Т п - конечное множество оценок состояния технологического процесса; Р1 - Рь - конечное множество переменных памяти о направлениях переходов технологических процессов из одного состояния в другое или порядок перехода между состояниями; Т] - Т\у - конечное множество переменных, определяющих время нахождения процесса в данном опорном состоянии Т, или время перехода из одного состояния в другое. Ъх = ЦАь Р), ТО - управляющее воздействие (в том числе сигнализация).
В пространстве контролируемой выработки располагаются 10 точек контроля нижнего предела взрываемости. При появлении сигнала А-{=1, фиксируются координаты данной точки контроля т хь у4, г,), время Т; появления сигнала Ai=l, и время т;н, в течение которого сигнал Aj будет в наличии. Состояние сигнала Aj=l, связывают с названием горной выработки и ребром графа. План горных работ и схему вентиляции представляют в виде графа с координатами в вершинах Bj(x,y,z), Kj(x,y,z). Каждая вершина Bj(x,y,z) является узлом, объединяющим не менее трех вентиляционных ветвей, Kj менее трех, а каждую ветвь как путь движения воздуха между смежными узлами представляют как ребро графа. Информацию о графе задают в виде матрицы смежности: квадратной булевой матрицы L, элемент 1у которой обладает значением 1, если вершины i и j оказываются смежными, и обладающий значением О-в противном случае.
Вероятность появления взрывной концентрации метановоздушной смеси одновременно с воспламенителем относительно расположения датчиков и вероятность взрыва на участке, контролируемом системой
Математическая модель функции 8: «Автоматически подавать управляющие сигналы на системы отключения электроснабжения и машин, систему вывода людей из загазированной зоны на свежую струю, систему управления вентиляцией, систему оперативного разгазирования, систему автоматической ликвидации взрывов и пожаров в горных выработках, устранения аварий при взрывных работах».
Математическая модель функции 8 (восемь) - автоматически подавать управляющие сигналы на системы отключения электроснабжения и машины, систему вывода людей из загазированной зоны на свежую струю, систему управления вентиляцией, систему оперативного разгазирования, систему автоматической ликвидации взрывов и пожаров в горных выработках, устранения аварий при взрывных работах.
Автоматически подавать управляющие сигналы на системы отключения электроснабжения и машины возможно за счет: - выдачи сигнала А\ с конкретного датчика 1 структурной схемы (рис.3.1) - выдачи сигнала 2ц,ц=УАп1 - (см. уравнение (3.3) с аппарата загазованности пространства 2 (рис.3.1) - выдачи сигнала A=Ajq =Р; по уравнению (3.5) с ПЭВМ 6 (рис.3.1) диспетчерского пункта.
Использование сигналов зависит от схемы электроснабжения, расположения в пространстве выработки передатчиков и приемников электроснабжения, множества координат возможных воспламенителей Т взрывной концентрации см. (3.6).
Автоматически подавать управляющие сигналы на систему вывода людей из загазированной зоны на свежую струю можно за счет выдачи сигнала АрА =Р; при решении (3.2), (3.3), и (3.4).
Автоматически подавать управляющие сигналы на систему управления вентиляцией возможно за счет: Л-? л-? - выдачи сигналов 2Ш1 =\ А1Н (3.3), 22Ш (3.4) о частично или 1-1 /=1 полностью загазованном пространстве; - выдачи сигналов 2Х п Д при распознавании наименования выработок, по которым распространяется взрывная концентрация, их расположение на плане горных работ или схеме вентиляции; - выдачи сигнала о длине Ь (3.6) загазированного участка; - выдачи сигнала V (3.8) о скорости распространения газовой смеси с взрывной концентрацией по выработке; - выдачи сигнала Ьпр (3.9) прогнозирования длины загазированного участка через заданное время.
Автоматически подавать управляющие сигналы на систему оперативного разгазирования [80] возможно за счет: - выдачи сигнала А[ непосредственно от датчика Б; (рис.3.1) в регулятор выпуска сжатого воздуха из баллона; - выдачи сигнала А,=А;Я1 =Р; (3.5) с ПЭВМ диспетчерского пункта шахты, через телемеханическую систему уплотнения сигналов к регулятору выпуска сжатого воздуха, находящегося в шахте.
Автоматически подавать управляющие сигналы на систему автоматической ликвидации взрывов и пожаров [88] возможно за счет: - выдачи сигнала А\ непосредственно от датчиков (рис.3.1) в регулятор выпуска сжатого воздуха из баллона или из блока подавления взрыва; - выдачи сигнала Zг1VA\u (3.3) с аппарата загазованности пространства 2 (рис.3.1) в регулятор выпуска сжатого воздуха из баллона или из блока подавления взрывАвтоматически подавать управляющие сигналы в систему устранения аварий при взрывных работах возможно за счет: - выдачи сигнала Т{=ЧА\\\ см. (3.3), с аппарата загазованности пространства, который разрывает электровзрывную сеть от источника тока (взрывная машинка). Выводы к параграфу 3.2. Разработана математическая модель системы.
Разработка алгоритмов для реализации функций системы.
В данном разделе приведена разработанная блок-схема алгоритма работы системы, реализующая ее функции (см. параграф 3.1) и отражающая математическую модель. На вход поступают сигналы Аь..Аю от 10 датчиков ДНПВ (датчик нижнего предела взрываемости), на выход идут управляющие сигналы на системы отключения электроснабжения и машин, систему вывода людей из загазированной зоны на свежую струю, систему управления вентиляцией, систему оперативного разгазирования, систему автоматической ликвидации взрывов и пожаров в горных выработках, устранения аварий при взрывных работах, представляется информация на дисплей ПЭВМ диспетчеру.
