Технология ведения горных работ на разрезе "Восточный"

При достижении полного веса по команде контроллера распределительное устройство перекрывает наполненный дозировочный бункер, направляя полный поток во второй дозировочный бункер.

После полного перекрытия наполненного дозировочного бункера, контроллером подается команда на открытие затворов данного бункера, и доза пересыпается в накопительный бункер.

По анализу веса пустого дозировочного бункера, если нет зависания остатков угля в бункере, или по истечении заданного времени, по команде контроллера затворы данного дозировочного бункера закроются. После закрытия происходит установка на ноль весов, чтобы занести остатки в тару - дозировочный бункер готов к заполнению.

После получения команды о закрытии затворов дозировочного бункера, происходит взвешивание дозы, находящейся в накопительном бункере, с последующим занесением измеренного веса в память и в таблицу базы данных.

По этой же команде происходит опускание погрузочного желоба в полувагон до крайнего нижнего положения.

При получении сигнала контроллером о достижении погрузочного желоба крайнего нижнего положения, дается команда на открытие затворов накопительного бункера.

Дается команда на движение состава.

По получению сигнала от четвертого, по ходу состава, ультразвукового датчика приближения, подается команда на приподнятие погрузочного желоба на высоту определяемую типом полувагона, для создания шапки полувагона.

По получению сигнала от первого, по ходу состава, ультразвукового датчика приближения, подается команда на закрытие затворов накопительного бункера и полное поднятие погрузочного желоба.

После полного закрытия затворов происходит установка весов на ноль, чтобы занести остатки в тару, после этого накопительный бункер готов к приему следующей дозы.

По готовности накопительного бункера подается команда на пересыпку дозы из наполненного дозировочного бункера в накопительный бункер.

По окончанию пересыпки и анализу веса пустого дозировочного бункера (если нет зависания остатков угля в бункере), или по истечении заданного времени, по команде контроллера затворы данного дозировочного бункера закроются - дозировочный бункер готов к заполнению.

После получения команды о закрытии затворов дозировочного бункера, происходит взвешивание дозы, пересыпанной в накопительный бункер, с последующим занесением измеренного веса памяти и в таблицу базы данных.

По получению сигнала от третьего по ходу состава ультразвукового датчика приближения, контроллером дается команда на опускание погрузочного желоба в полувагон до крайнего нижнего положения.

Дальнейшее выполнение команд происходит по вышеописанному алгоритму.

Перед погрузкой предпоследнего полувагона, дается команда на останов ленточного конвейера.

После загрузки последнего полувагона, производится останов программы автоматической загрузки полувагонов углем путем повторного нажатия кнопки «Автоматический пуск».

При дистанционном режиме управления алгоритм программы выполняется в той же последовательности, что и при автоматическом режиме управления за исключением узлов, переведенных в дистанционный режим управления. Управление данными узлами производится оператором погрузки.



3.2 Разработка функциональной схемы

Функциональная схема системы контроля веса

Входными сигналами являются сигналы, получаемые от контактных и аналоговых датчиков. В качестве контактных датчиков используются концевые выключатели SQ секторных затворов, дозаторов-питателей, положения скипа в месте загрузки и разгрузки, а также контактные уровнемеры SL бункеров-накопителей и загрузочных воронок, блок-контакты SA магнитных пускателей КМ. В качестве аналоговых датчиков приняты конвейерные весы ВP или трансформаторы тока ТА магнитных пускателей приводов конвейеров.

Наличие двух типов датчиков обусловило применение и двух типов преобразователей: неэлектрических сигналов в цифровые (BQ, BL, BA) и аналоговых электрических сигналов в цифровые (UZ1, UZ2). В качестве первых преобразователей использованы транзисторные оптопары (AОT 122А) в стандартном включении, обеспечивающие гальваническую развязку выходных цепей датчиков и входных цепей блока логики L, а также выполняющие функции формирования стандартных уровней логических сигналов, необходимые для работы блока L. Для этих же целей используются и формирователи второго типа, в качестве которых применены компараторы на операционных усилителях. В блоке логики L формируются команды управления, которые после временной задержки, выполненной на одновибраторе G1, поступают на тиристорную оптопару ОУ (30У103 Г) и семистор VD (КУ208 Г), выполняющие гальваническую развязку выходных цепей блока L и цепей питания контакторных катушек магнитных пускателей КМ.

Управление секторными затворами и питателем осуществляется в автоматическом режиме при помощи управляющих команд типа "открыть" - "закрыть", а управление транспортными конвейерами, подающими уголь в бункер-накопитель, - при помощи информационных команд-советов, индицируемых на световом табло оператора, который управляет работой конвейеров через пульт управления, входящий в состав аппаратуры АУК.1М.



3.3 Разработка структурной схемы

Типичным транспортным средством для сыпучих материалов является ленточный роликовый конвейер. Средством измерения массы транспортируемых материалов являются конвейерные весы, служащие одновременно источником информации в системах учета массы и первичными преобразователями в системах автоматического управления и регулирования, как различных технологических процессов, так и самих конвейерных установок.

На разрезе «Восточный» используются электромеханические весы, состоящие из грузоприемного устройства, датчиков веса, скорости и перемещения и электронного устройства осуществляющего обработку электрических сигналов поступающих с датчика.

Грузоприемное устройство выполняют в виде однороликовой или многороликовой платформы, а также в виде одной подвешенной или опирающейся на преобразователь силы роликоопоры. В зависимости от схемы грузоприемного устройства роликоопры имеют угловые или поступательные перемещения.

Конструктивно весы состоят из однороликового грузоприемного устройства, устанавливаемого на имеющийся конвейер, и автоматизированного рабочего места оператора со встроенным весовым процессором. ГУ через кабель соединения связывается с персональным компьютером, установленным в весовом помещении.



4. Оценка функционирования системы

4.1 Существующая система контроля качества угля

Добываемый на разрезе уголь в полном объеме отгружается потребителям с усреднительно-погрузочного комплекса, расположенного на ст. Восточная. Действующий на поверхности технологический комплекс включает в себя склады и стационарные погрузочные пункты и выполняет функции по приему горной массы из разреза и разделению ее на потоки угля и породы, распределению угля по угольным складам, в зависимости от качества и потребности в углях первой и второй группы, усреднению и аккумуляции угля на складах, складированию пород внутренней вскрыши в отдельном штабеле на складе №2 и погрузке угля и породы внутренней вскрыши в железнодорожные вагоны.

Для аккумуляции и усреднения уголь подается на четыре угольных склада, оснащенные высокопроизводительным усреднительным оборудованием фирм "Везерхютте" (ФРГ) и «Италимпьянти» (Италия). Горная масса выдается из разреза 3-мя конвейерными линиями. На перегрузочном пункте уголь с любой конвейерной линии направляется на любой из четырех угольных складов; порода с любой конвейерной линии подается в отдельный штабель на площадке угольного склада № 2.

Формирование штабелей угля и породы на складах производится штабелеукладчиками, отгрузка усредненного угля со складов - барабанными погрузочными машинами. Отгрузка породы внутренней вскрыши - ковшовым экскаватором в ж.д. вагоны. Отгрузка угля в ж.д. вагоны производится четырьмя стационарными погрузочными пунктами П-4В с весовым дозированием, передвижение вагонов при погрузке - маневровым тепловозом, оборудованным системой радиоуправления оператора погрузки с машинистом тепловоза.

Схема технологического комплекса обеспечивает подачу угля из любого добычного забоя на один из четырех складов, подачу усредненного угля с любого склада на один из погрузочных пунктов, и подачу породы внутренней вскрыши из любого добычного забоя на конвейер подачи на склад угля № 2.

На площадях, отведенных под склады, возможна аккумуляция до 80 тыс.т угля -склады №№1,3 и 4.

С учетом размещения на площадке склада №2 штабеля пород внутренней вскрыши возможна аккумуляция до 55 тыс.т. угля.

На каждом складе предусмотрено формирование двух штабелей, что обеспечивает одновременное формирование одного и отгрузку второго, сформированного, штабеля.

Техническая производительность оборудования подачи угля на склад (конвейеров ленточных, штабелеукладчика) - до 6000 т/час, оборудования отгрузки угля со склада (конвейеров ленточных, усреднительно-погрузочной машины) и каждого пункта погрузки П-4В - до 4000 т/час. Расчетная эксплуатационная производительность оборудования подачи угля на склады составляет 4370 т/ч, оборудования отгрузки угля со склада каждого пункта погрузки П-4В - 2320 т/ч. Проектная производительность усреднительно-погрузочного комплекса принята 30,0 млн.т/год. Максимальная фактическая производительность, достигнутая в 1991 г., составила 22,8 млн. т в год.

Для обеспечения загрузки ж.д. вагонов в соответствии с нормами, установленными Железной дорогой, на разрезе построен и действует весодозировочный комплекс.

Качество добываемого угля. Средние показатели качества угля разреза по пластам, по данным геологического отчета, приведены в табл.1.3. За период 1991-1999 гг. средняя зольность угля колеблется на уровне 42,0 % (1999 г.) - 39,7 % (1996 г.).

Качество добываемых углей определяется исходя из валовой выемки угольных пластов, соотношения пластов 1,2,3 в общей добыче, зольности геологического рядового угля отдельно по пластам 1, 2, 3, эксплуатационных потерь угля и засорения его породой на контактах угольных и породных комплексов. Соотношение пластов 1, 2 и 3 в общей добыче в 1998 г. составило 47,1 и 52,9%, в 1999 - 36,2 и 63,8 %; в 2000 - 37,2 и 62,8%. Зольность добытого угля в 1998 г. составила 41,9%, в 1999 - 42,0%, в 2000 - 42,2%. Увеличение зольности добываемого угля связано с повышенным вовлечением в отработку запасов пласта 3, в 1999 г. на 3,8%, в 2000 - на 2,8%. Дисбаланс в долевом участии пластов в добыче обусловлен сложившимся отставанием по вскрыше.

Данные по объемам добычи, участию пластов в добыче, о 11 отгрузке и качеству угля по пластам и группам качества в 1999-2000 гг. на разрезе приведены в табл. 4.5.

Требования потребителей к качеству отгружаемого угля и контроль качества. Технологические свойства каменных углей марки КСН разреза «Восточный» позволяют использовать их в основном, для пылевидного сжигания на тепловых электростанциях и, частично, для коммуналъно-бытовых нужд. Требования потребителей к качеству товарного угля определяются действующими с 10.12.97. техническими условиями ТУ 654 РК 016,1945.101-97 «Продукция угольная разрезов «Восточный», «Северный», «Богатырь» для пылевидного, слоевого сжигания и бытовых нужд населения». Техническими условиями установлены предельные и средние нормы показателей качества для экибастузских углей I и П групп зольности, которые приведены в табл. 4.1.

Товарный уголь на разрезе формируется по группам зольности из условия обеспечения на разрезе среднего за год качества угля в соответствии с требованиями технических условий. Средняя норма зольности угля I группы в соответствии со значением низшей теплоты сгорания Qi r = 4150 ккал/кг составляет Аd = 40,2%, для II группы - при Qi r = 3480 ккал/кг - Ad = 47,5%.

В основу определения золы положен принцип зависимости абсорбции излучения от химического состава (атомный номер) облучаемого материала и жесткости (энергии) излучения.

При этом принимается, что под транспортируемым материалом имеется в виду смесь из двух компонентов (углерода (зола) и горной порода), причем для обоих компонентов соответственно принимается примерно постоянный химический состав.

При измерении потока транспортируемого материала, наряду с цезиевым излучением, материал одновременно облучается америциевым излучателем имеющим меньшее энергетическое облучение.

В результате этого возможно вычислить содержание золы.

Для вычисления содержания золы в транспортируемом материале просчитываются вместе скорости счета и скорости холостого хода цезиевых и америциевых детекторов.

Следует дополнительно определить специфические для устройства коэффициенты калибровки. Для этой цели проводятся так называемые калибровочные ходы, в процессе которых для определенного промежутка времени записываются измеренные данные. Далее транспортируемый в данный промежуток времени материал следует апробировать и проанализировать.

Условия измерений при калибровке должны наиболее точно соответствовать нужной области измерений содержания золы. Это касается как величины загрузки, так и содержания золы.

Измерения золы также имеет возможность коррекции, однако эта коррекция возможна только в зависимости от нагрузки конвейерной ленты, а также от измеренного значения золы.

Прибор работает по физическому принципу «трансмиссии двух гамма - энергии». Для этого применяются два радиоактивных нуклида - один америций-источник лучей, другой цезий-источник лучей, которые установлены в совместном экране. Оба луча выходят вместе и фокусировано из экрана. Отдаваемое радионуклидами излучение различной энергии проникает в транспортируемый на ленточном конвейере поток угляи ослабляется при этом. Выходящее из потока угля излучение доходит до детектора установленного над ленточным конвейером. Он отдельно измеряет долю излучения америция и цезия и потом он направляет эти информации к оценочной единице измерительного прибора, в данном случае золомера типа "РКТП-6".

Таблица 4.1Технические характеристики золомера

Диапазон контролируемой зольности, %	3-70
Крупность контролируемого угля, мм.	0-200 (300)
Вариации высоты контролируемого слоя угля	любые, но высота слоя угля не должна быть менее 120 мм.
Приборная погрешность контроля	+/-3%
Исполнение:	в соответствии с ГОСТ 10742
- измерительного блока	IР54 (эксплуатация в помещениях класса В II a)
- блока обработки сигналов	общепромышленное

Точность замера зольности составляет +/-5%, однако этой точности недостаточно в связи с ужесточением требований к качеству угля поступивших от потребителей.

Для повышения качества контроля зольности угля были внедрены радиоизотопные золомеры.

Радиоизотопный индикатор зольности УЗПИ-МА предназначен для автоматического непрерывного измерения зольности угольного концентрата.

Монтаж радиоизотопного датчика золомера производится непосредственно на конвейер. Микропроцессорный блок индикации размещается на удалении до 1000 м от датчика (при большем удалении уточнить в техническим заданием).

Индикатор зольности обеспечивает:

· Диапазон контролируемой зольности , - 3-40 %;

· Крупность зерен контролируемого продукта, - 0-100мм. (класс 50-100 мм не более 15 %);

· Максимальная (основная) погрешность контроля зольности от 3 до 10 %, абс. - не более 1,0%;

· Максимальная (основная) погрешность контроля зольности от 10 до 30 %, отн. - не более 1,5%;

· Максимальная (основная) погрешность контроля зольности более 30 %, абс. - не более 4 %;

· Толщина контролируемого слоя угля на ленте конвейера, - не менее 100 мм;

· Наработка на отказ, - не менее 5000 ч.;

· Средний срок службы, - 5 лет;

· Номинальное напряжение питания, - 220 В., 50 Гц.;

· Степень защиты по ГОСТ 14254-80 , IP-54;

· Пульт индикации микропроцессорный с цифровым дисплеем.

· Радиоизотоп - америций 241;

· Возможна установка дополнительного оборудования или программируемых выходов для подключения самописца, передачи сигнала в АСУТП фабрики, дополнительного удаленного блока индикации и т.д.;

· Токовый выход 4-20 мА;

· Выход 0-10В;

· Импульсным выход 24В - 0- 10 кГц;

· Блок RS-485, блок для преобразования и передачи сигнала в АСУТП фабрики или удаленный компьютер, программа визуализации для офисного компьютера;

· Промышленный компьютер с программой визуализации (построение графиков работы, накопление информации о зольности, формирование отчетов).

Производится изготовление и поставка оборудования, шефмонтаж, монтаж, наладка, ввод в эксплуатацию, обучение операторов и работников КИПиА, гарантийное и пост гарантийное сопровождение.

Конвейерные анализаторы CS 2800 применяют для одновременного определения зольности и влажности угля, проходящего по конвейерной ленте, в режиме реального времени. Одновременное определение зольности и влажности позволяет мгновенно рассчитать калорийность текущей партии угля и контролировать её дальнейшее использование или обработку.

Рисунок 4.1 Конвейерный анализатор CS 2800

Примеры использования анализатора:

· анализ угля, проходящего между углемойкой и штабелем или разгрузочными бункерами

· анализ и контроль смешивания угля при отборе из штабеля для обеспечения заданных показателей качества

· анализ угля при отгрузке потребителям для обеспечения показателей качества условиям контракта

· анализ угля на электростанциях для оптимизации его подачи в топку, уменьшения зашлаковывания и обеспечения выбросов серы в пределах установленных норм

· cлежение за содержанием золы в текущем времени для оптимизации процесса сжигания.

· Достоинства модели

· результаты анализа соответствуют текущей (на конвейере) партии угля

· не зависят от массы исследуемого материала ,толщины слоя и вертикальной неоднородности

· в обычном режиме работы отбор проб не требуется

· анализатор не касается ленты конвейера и материала на ней

· полностью автоматизированый процесс получения и обработки данных ,возможность включения в АСУ производства .

Таблица 4.2 Основные технические характеристики

Метод измерения зольности	запатентованная технология радиационного измерения зольности
Метод измерения влажности	основан на определении величины поглощения и фазового сдвига СВЧ - излучения, проходящего через поток угля (сыпучего материала) на конвейере
Диапазон измерения зольности	2% - 77%
Точность измерений зольности	типично: 1%абс, для промытых коксующихся углей: 0,5%абс
Диапазон измерения влажности	1% - 30%.
Точность измерений влажности	0,3%
Интервал между измерениями	от 1мин. Настраивается пользователем.
Контроль и управление	электронный шкаф управления, система отображения данных superSCAN с возможностью подключения к АСУ производства
Электропитание	220В, 50Гц, 5А
Габаритные размеры , мм	600 * 1400 * 1400
Масса, кг	170
Класс исполнения	IP65
Требования к конвейеру:	Требования к конвейеру:
Скорость конвейерной ленты	не ограничена
Ширина конвейерной ленты	стандартный вариант до 1600 мм; по заказу- возможно больше
Материал конвейерной ленты	любой тканевый или армированный
Диапазон толщины слоя угля, мм	50 - 300

Размещено на Allbest.ru