Введение к работе
' гл"..':"3І
">' Лктуальносгь_работн. В угольных забоях попзємннх шахт обеспечение безопасности эксплуатации машин определяется не только уровнем их автоматизации, но и способностью устройств автоматизации сохранять защитные функции в специфических условиях шахтной срепы. Эксплуатационные условия аппаратуры управления и автоматизации забойных ' машин характеризуются высокой влажностью воздуха (до 98-IOOt), колебаниями температура окружающей среды (в интервале 10-35С), содержанием пыпи по 1000 мг/м и бочее, наличием метана и сероводоропа в рудничном воздухе, а также значительным обводнением выработок (с притоком воды более 500-1000 м /ч).
Из множества факторов, влияющих на безопасность эксплуатации горношахтного оборудования, особенно существенным является шахтная вода. Обладая высокой агрессивностью, вопа вследствие явлений коррозии разрушает ответственные детали оборудования, увлажняет изоляцию проводов, создает шунтирующие цепи в контактах аппаратур» управления и автоматизации машин, что в конечном итоге приводит к нарушению функционирования и к созданию условий травматизма на угольных шахтах.
Недостаточная изученность процесса влияния шахтной вопи не позволяет проводить достоверную опенку воздействия этого фактора. В настоящее время испытания устройств управления, средств автоматизации и другого горношахтного оборудования с целью оценки их защитных свойств и параметров функционирования проводятся с применением водопроводной воды, электрохимические характеристики которой не соответствуют аналогичным показателям шахтной воды, поэтому нельзя признать их представительными. Кроме того, отсутствуют требования безопасности к системам управления забойными машинами, учитывающие опасное воздействие шахтной воды. Поэтому работа, посвященная исследованию негативного влияния пахтной воды на защитные свойства систем управления, совершенствованию методов испытаний устройств управления и автоматизации и разработке мер нейтрализации этого отрицательного фактора, является актуальной.
Работа связана с плановыми научно-исследовательскими темами МакНИИ: "Исследовать возможность образования дополнительных источников ЭДС в цепях управления забойными машинами" (№ гос.регистрации 0186.0118441) и "Разработать нормативную основу по созданию безопасных механизированных комплексов и агрегатов пля внешен угля без
постоянного присутствия людей в забое" (* гос.регистрации 0185.0041946), выполненной по отраслевой научно-технической теме "Разработать и внедрить нормы, метода и срепства безопасного применения и оценки горно-шахтного оборудования и защиты люаей от воздействия электричества" (02.02.02.ДІ).
Цель_работу. Установить закономерности изменения параметров электрических цепей аппаратуры управления и автоматизации забойных машин при воздействии шахтной воды на коммутационные элементы, вызывающей нарушения защитных свойств и работоспособности аппаратуры, для разработки методов оценки этого воздействия и требований безопасности к системам управления указанных машин, реализация которых направлена на снижение травматизма при их эксплуатации.
ИДя_работы.. Оценка негативного влияния шахтной воды на функционирование систем управления и автоматизации и разработка мер повышения безопасности при эксплуатации забойных машин в шахтах осуществляется путем учета изменения сопротивления контакта коммутационного элемента и ЭДС гальваноисточника, образованного на коммутационном элементе при воздействии шахтной воды.
Научные долржения,_защищаемые в диссертации., Ваэра.бо.танн.ые динна диСрхан.то.м1_и_.но.ви.зн.а
Метод оценки негативного влияния шахтных вод на защитные свойства систем управления по сопротивлению контакта и ЭДС гальва-ноисточника разомкнутого коммутационного элемента, отличающийся тем, что в качестве испытательной среды используется модельный раствор, адекватный по электрохимическим характеристикам шахтной воле (а.с. № І538І02), а измерение электропроводности раствора производится током высокой.частоты с обеспечением мер повышения точности за счет исключения поляризации (а.с. V І5І8760).
'".' Регрессионная зависимость сопротивления контакта от общей минерализации шахїннх вод (или их электропроводности) и прополжи-тельности функцирнирования коммутационного элемента в присутствии шахтной воды, пбзволяющая провести экспресс-оценку отрицательного влияния последней. Ранее такая зависимость не была известна. .
Многофакторные математические .модели, .определяющие зависимости сопротивления контакта и ЗДС гальваноисточника, образующегося на
коммутационном элементе при попадании шахтной воды, от схемных и эксплуатационных факторов, позволяющие оценить основные из них для обеспечения защитных свойств систем управления забойными машинами. Зависимости получены впервые.
Обоснование и достоверность научных положений, дывддод и. векоменпаций_обеспечена:
применением основных законов и положений теоретических основ электротехники и современных методов математической статистики при обработке полученных данных, в том числе и методов математического моделирования на ЭШ;
соответствием результатов аналитических и экспериментальных исследований (погрешность не более 10^);
положительными результатами промышленных испытаний забойных машин с системами управления, выполненными с учетом установленных в работе новых требований безопасности.
Нау_чнов значение_работы заключается в том, что полученные многофакторные математические мопели позволяют изучить процесс воздействия шахтной воды при попадании на коммутационные элементы схем управления, характеризующийся изменением сопротивления контакта и образованием гальваноисточника на ком?<утационном элементе, и определить факторы, обеспечивающие выполнение защитных функций схем управления, а уравнения плоскости регрессии сопротивления контакта дают возможность провести экспресс-оценку опасности попадания шахтной годы на коммутационные элементы схем управления.
Практическая_ценность работы заключается в разработке требований безопасности к системам управления забойными машинами и методов их испытаний, учитывающих воздействие шахтной воды, которые использованы при создании и оценке устройств управления и автоматизации, обеспечивающих снижение травматизма при эксплуатации указанных машин.
Реализация_результатов__работы. Основные научные и практические результаты работы включены в "Нормативы по безопасности забойных машин, комплексов и агрегатов", утвержпенные Минуглепромом СССР
- б -
й Госпромнапзором СССР (1990г.), в утвержденные технические запания на аппарат АУЗМ управления забойными машинами (I9d4r.), базовую систему программно-организационных срепств управления комплексом очистного оборуповпния (1991г.) и "Методику государственных испытаний устройств управления и автоматизации забойных машин на выполнение защитных функций" (1991г.).
Апробация <іботи. Основные положения писсертационной ра боты
доложены на научно-технических конференциях молопых ученых и специа
листов угольной промышленности в институтах "Южгипрошахт" (г.Харь
ков, 1905г.) и МакНШ (г.Макеевка,1987г.), обсуждались на научно-
техническом, совете отпела безопасности горных машин и комплексов и
электромеханической секции ученого совета МакІІИИ (19В7-1990гопы)
и получили положительные оценки.
Публикации^. По теме диссертации опубликовано II работ, в том числе 2 изобретения.
Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глаь и заключения, изложенных на 153 страницах маан-нописного текста, и совержит 25 рисунков,29 таблиц, список литературы из 75 наименований.
