Внимание! Это ознакомительный вариант работы с системой, войдите или зарегистрируйтесь.
Размещение рекламы | Пользовательское соглашение | Тарифы
, Гость!
Режим : Trial 
Войти...
Регистрация...

Для организаций:
информационный буклет


Институт повышения квалификации специалистов релейной защиты и автоматики

  Союз образовательных сайтов
Онлайн Электрик > Электронная конференция «Электроэнергетика. Новые технологии»

Дата приоритета: 22.05.2012
Код ГРНТИ: 44.01.86
Сертификат участника: Скачать
Прислать статью

Организация современной подземной связи на шахтах и рудниках

М.А. Семенов, доцент кафедры электротехники, электроэнергетики и электромеханики
Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»

     Безопасность труда на горнодобы-вающих предприятиях и их эффективное функционирование зависят от со-стояния и возможностей используемых систем подземной связи. Не секрет, что на многих российских шахтах до недавнего времени единственным сред-ством связи шахтеров с диспетчерами служил обычный телефон. Такая связь создавала трудности для организации и оперативного управления технологи-ческими процессами, особенно в подземных условиях. Ведь шахтеры рас-средоточены в горных выработках на значительных расстояниях, а телефон-ные аппараты установлены в местах погрузки-разгрузки, распределительных камерах, у стволов и местах, предусмотренных планом ликвидации аварий, т.е. далеко от забоев. Вызов горных мастеров к аппаратам для разговора о координации их действий в этих условиях требует больших временных за-трат. Слабым местом телефонной связи является также оповещение рабо-тающих о возникновении аварийных ситуаций, подтверждение тому аварии последних лет на шахтах и рудниках с человеческими жертвами.
     Сложившаяся ситуация заставляет горные предприятия делать инвестиции в модернизацию морально и физиче-ски устаревшего оборудования подземной связи, причем во главу угла ста-вится задача обеспечения безопасности труда горняков. Ибо высокий уро-вень аварийности и травматизма привел к тому, что профессия шахтера ста-ла одной из самых рискованных, а, следовательно, и не престижной.
     На сегодняшний день сформулиро-ваны основные требования, которым должны соответствовать системы под-земной связи для горных предприятий [1], [2]. Они таковы:
     - соответствие требованиям Госгор-технадзора Росси к применению на рудниках и шахтах, в том числе опасных по газу и пыли;
     - обеспечение персонала горных предприятий надежной и качественной оперативной связью на всем протя-жении выработок в подземных условиях;
     - обеспечение работы систем телена-блюдения, передачи данных, сбора телеметрической информации, персо-нального радиовызова;
     - своевременное оперативное опове-щение всех работающих об аварийных ситуациях, наблюдение за положени-ем персонала и поиск застигнутых аварией людей;
     - простота установки и обслужива-ния;
     - длительный срок эксплуатации и ремонтопригодность в местных условиях.
     В соответствии с представленными требованиями современные системы подземной связи должны решать задачи контроля и управления технологическими и производственными процессами в нормальных условиях работы и задачи наблюдения за положением персо-нала, аварийного оповещения и поиска застигнутых аварией людей при про-ведении спасательных работ и ликвидации аварий. Причем, в части аварий-ного оповещения персонала система связи должна полностью соответство-вать требованиям пункта 41 Правил Безопасности 05-618-03 [3]:
     - оповещением должна быть охваче-на вся зона подземных горных выработок;
     - сигналы оповещения должны быть восприняты каждым работником в подземных выработках независимо от места нахождения;
     - система связи, работающая в режи-ме оповещения должна надежно функционировать до, во время и после ава-рии;
     - время оповещения не должно пре-вышать нескольких минут;
     - объем информации оповещения должен быть достаточен для понимания персоналом характера аварии и пу-тей эвакуации.
     В настоящее время на рынке аппара-туры для подземной связи представлены системы, использующие радиосвязь вдоль естественных направляющих и по излучающему кабелю, системы мик-росотовой связи на основе DECT и WiFi технологий, а также системы, ра-диоканал которых действуюет через толщу горных пород. Анализ функцио-нальных возможностей этих систем показывает, что ни одна их них не соот-ветствует в полной мере сформулированным выше требованиям.
     Аппаратура с волноводом вдоль ес-тественных направляющих (металлические конструкции, бронированные ка-бели, рельсы, трубопроводы и др.) может использоваться локально на произ-водственных участках (лава, транспортный уклон, конвейерная линия и др.), а также для двухсторонней радиосвязи с горноспасателями при проведении аварийных работ. В качестве аппаратуры общешахтной подземной связи она не пригодна [4].
     Системы связи на основе излучаю-щего кабеля, DECT и WiFi технологий способны обеспечить шахтную радио-связь для оперативно- диспетчерского управления производственными про-цессами, промышленного телевидения, персонального радиовызова и многих других функций. Они могут также осуществлять аварийное оповещение и выполняют другие функции в соответствии с п. 41 ПБ 05-618-03. Однако, на-личие оборудования и соединительных кабелей в подземных выработках, наиболее уязвимых при аварийных ситуациях, не позволяет говорить о га-рантированном обеспечения ими аварийным оповещением всего персонала шахты.
     Системы радиопередачи через толщу горных пород формируют однонаправленный низкочастотный радиоканал от диспетчера к персоналу в горных выработках. Они способны обеспечить га-рантированное индивидуальное оповещение каждого работника в подземных условиях. Аппаратура этих систем располагается на поверхности горного предприятия и в головных светильниках всех работающих под землей, т.е. не подвержена разрушению и способна функционировать до, во время и после аварии. Технологическую двунаправленную радиосвязь для оперативно-диспетчерского управления такие системы не обеспечивают [5].
     Из представленного краткого анализа существующих систем подземной связи можно сделать следующий вывод. Для обеспечения рудников и угольных шахт надежной подземной связью не-обходимо параллельно использовать два радиоканала. Высокочастотный на основе излучающего кабеля или DECT и WiFi технологий - для организации двухсторонней оперативно-диспетчерской связи и управления технологиче-скими процессами и низкочастотный на основе передачи сигналов оповеще-ния об авариях сквозь толщу горных пород- для гарантированного обеспече-ния безопасности труда горняков.
     Для организации высокочастотного радиоканала рекомендуется система связи на базе излучающего кабеля. Ее основные преимущества перед системами на DECT и WiFi технологиях со-стоят в следующем:
     1. Излучающий кабель – это коакси-альный радиочастотный кабель, во внешнем проводнике которого имеются отверстия, благодаря чему электромагнитное поле существует не только внутри, но и снаружи кабеля. Он выполняет функции передающей линии, транслирующей сигнал и приемо-передающей антенны. Благодаря этому в выработках, где проложен кабель, образуется зона сплошного радиопокры-тия, что обеспечивает надежную радиосвязь с абонентскими устройствами (портативными, мобильными и стационарными). В системах микросотовой связи (DECT и WiFi) возникают сложности с обеспечением высокой степени радиопокрытия из-за металлонасыщенности выработок, наличия транспорт-ных средств в выработке, включения мощных электропотребителей и др. Кроме того появляются зоны с радиотенью при ведении горных работ, что ведет к прерыванию радиосвязи [6].
     2. При выходе из строя коаксиально-го кабеля вследствие механических повреждений его восстановление воз-можно в кратчайшие сроки путем зачистки оборванных концов и соединения скруткой двух пар жил. При этом связь начинает сразу же работать. В систе-ме по технологии DECT используется магистральный телефонный кабель. При его восстановлении после обрыва нужно сращивать от 10 до 30 пар жил, что нельзя выполнить оперативно. В системе по технологии WiFi использу-ется волоконно-оптический кабель, восстановление обрыва которого тоже дело непростое и небыстрое.
     Необходимо также отметить, что в России уже есть опыт применения системы подземной радиосвязи на базе излучающего кабеля МСА 1000 на руднике «Октябрьский» ОАО «ГМК «Но-рильский Никель», на ОАО «Шахта «Заречная» Кемеровской обл. и других горных предприятиях. Введение системы связи в эксплуатацию на руднике «Октябрьский» обеспечило его персонал на поверхности и в подземных ус-ловиях надежной радиосвязью с возможностью выхода в единую радиотеле-фонную сеть [7]. Система обеспечила также передачу аналоговой и цифровой информации о работе рудничных объектов, сигналов телеуправления, реали-зацию функций промышленного телевидения, пейджинговой связи, опреде-ление местонахождения персонала и техники и др. Подземная радиосвязь улучшила организацию работ на руднике за счет оптимизации процессов управления, повысила скорость реакции на отклонения в технологических процессах добычи и в предаварийных ситуациях. В результате произошло существенное повышение уровня безопасности труда шахтеров.
     Для организации низкочастотного радиоканала можно рекомендовать аппаратуру «Радиус-2» Красноярского ЗАО НВИЦ «Радиус». Система беспроводного подземного оповещения, пер-сонального вызова, наблюдения и поиска людей, застигнутых аварией «Ра-диус-2» используется в подземных рудниках и угольных шахтах, в том числе опасных по газу и пыли. Обеспечивает выполнение всех требований про-мышленной безопасности, сформулированных выше.
     Система «Радиус-2» состоит из пере-дающего комплекта, расположенного на поверхности горного предприятия, и приемных устройств, встроенных в шахтные головные светильники, которы-ми снабжается весь подземный персонал [8]. Зона действия системы – в лю-бом месте шахты на любую глубину сквозь горный массив не зависимо от проводимости пород. Сообщения передаются низкочастотными сигналами с нижнего диапазона 25 Гц до 2500 Гц с шагом 50 Гц. Может передаваться 1024 кода персонального вызова, 4 аварийных кода по типу аварии и 16 тек-стовых запрограммированных сообщений.
     Передающая антенна системы «Ра-диус-2» выполнена изолированным проводом в виде петли, проложенной по периметру зоны оповещения и заземленной на концах. Антенна подключает-ся к передающему устройству, которое комплектуется усилителем мощности от 1,25 до 15 кВт в зависимости от размеров шахтного поля и свойств горных пород по прохождению сигнала.
     Приемные устройства, встраиваемые в светильники, обеспечивают: прием аварийных кодов оповещения и кодов персонального вызова к телефону не зависимо от места нахождения работни-ка; наблюдение за местонахождением (позиционирование) персонала; поиск застигнутых аварией людей. При приеме аварийных кодов приемное устрой-ство включает светильник в режим мигания с разной частотой и издает зву-ковые сигналы. По типу этих сигналов шахтер распознает – Авария или Вы-зов.
     Поиск застигнутых аварией людей выполняется по сигналам радиомаяка, который включается диспетчером в приемном устройстве. Этот сигнал обнаруживается шахтным пеленгатором горноспасателей. Он указывает направление поиска и расстояние до маяка. Для выполнения функции позиционирования персонала в приемное устрой-ство введен специальный чип, сигналы от которого улавливаются считывате-лями. Считыватели устанавливают в определенных местах подземных выра-боток и соединяют оптоволоконным каналом с сервером компьютера диспет-чера. Компьютер фиксирует местоположение работников в каждый момент времени. При нарушении канала информация о последнем местоположении сохраняется в компьютере и может быть мгновенно выдана горноспасателям.
     В заключение необходимо отметить, что система связи на излучающем кабеле и система беспроводной связи «Ра-диус-2» в значительной степени дублируют друг друга, особенно в функциях оповещения, позиционирования и поиска. «Радиус-2» будет выполнять эти функции до, во время и после аварии, а система на излучающем кабеле до момента разрушения канала. Однако их совместные действия обеспечат 100%-ное оповещение всех работающих под землей.

ЛИТЕРАТУРА


     1. Копаев А.Е., Котова Е.А. Радио-связь под землей: проблемы и пути их решения. Горная промышленность, 2004. №1.
     2. Давыдов В.В. Шахтная беспровод-ная связь. Горный информационно-аналитический бюллетень (Научно-технический журнал) №11, МГГУ, 2010. С.221-228.
     3. Правила безопасности в угольных шахтах ПБ 05-618-03. Серия 05, выпуск 11.. Коллектив авторов. ФГУП НТЦ ПО безопасности в промышленности Госгортехнадзора России. 2004.- 296с.
     4. Бабенко А.Г. Принципы построе-ния многофункциональных систем безопасности угольных шахт, опыт и пер-спективы их использования в Кузбассе/ А.Г.Бабенко, С.Э.Лапин, А.В.Вильгельм, С.М.Оржеховский –Безопасность труда в промышленности, 2011, №1. С.16-22.
     5. Ферхо В.А., Веснин В.Н. Вопросы оснащения техническими средствами аварийного оповещения и определения местоположения персонала в подземных горных выработках рудников и угольных шахт. Горный журнал Казахстана, 2010, №8. С.47-50.
     6. Мартынов В.И. Беспроводная связь под землей: микросотовые системы или излучающий кабель / Горная промышленность. 2006, №2. С.30-32.
     7. Барабанщикова С.В., Копаев А.Е. Современная связь в шахтах: производственные выгоды. Горная промылен-ность, 2003, №2.
     8. В радиусе повышенного внимания к шахтеру/ Уголь Кузбасса, Международный научно-практический журнал, март-апрель 2011. С. 68 – 69.


Библиографическая ссылка на статью:
М.А. Семенов Организация современной подземной связи на шахтах и рудниках // Онлайн Электрик: Электроэнергетика. Новые технологии, 2012.–URL: http://www.online-electric.ru/articles.php?id=20 (Дата обращения: 29.06.2017)

Библиографическая ссылка на ресурс "Онлайн Электрик":
Алюнов, А.Н. Онлайн Электрик: Интерактивные расчеты систем электроснабжения / А.Н. Алюнов. - Режим доступа: http://online-electric.ru.


____________
Комментарии:






Дистанционые курсы
Повышение квалификации по программе БС-6 "Безопасность строительства и качество устройства электрических сетей и линий связи" (удостоверение гос. образца)
www.online-electric.ru

Профессиональная переподготовка
Дистанционные курсы профессиональной переподготовки по программе «Проектирование, монтаж и эксплуатация систем электроснабжения»
www.online-electric.ru

SaaS, Облачные вычисления, программа расчета, пример расчета, Электроснабжение загородного дома, промышленных предприятий, электроснабжение дома, коттеджа, квартиры, электроснабжение зданий, цеха, города, микрорайона. Проект электроснабжения, электрификация, электрофикация, система электроснабжения, схемы электроснабжения, учебник по электроснабжению, договор электроснабжения, расчет электроснабжения, надежность электроснабжения, категории электроснабжения, промышленное электроснабжение, электрификация сельского хозяйства, проектирование электроснабжения онлайн!
Побелитель Конкурса Электросайт года                  
© ОНЛАЙН ЭЛЕКТРИК: Онлайн расчеты электрических систем Online-electric.ru, 2008-2017
© А.Н. Алюнов, 2008-2017 Свидетельство №16066 от 23.08.2010 года