Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Автоматизированные системы управления и прогрессивные информационные технологии

Диссертационная работа:

Камынин Виталий Александрович. Разработка и исследование автоматизированной системы контроля взрывоопасности рудничной атмосферы : диссертация ... кандидата технических наук : 05.13.06 / Камынин Виталий Александрович; [Место защиты: Моск. гос. гор. ун-т].- Москва, 2007.- 139 с.: ил. РГБ ОД, 61 07-5/4989

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Стр.

СОДЕРЖАНИЕ 2

ВВЕДЕНИЕ 5

ГЛАВА 1. Разработка и исследование метода распознавания нижнего
предела взрывной концентрации метановоздушной смеси в
шахте 10

  1. Анализ опасности взрывов метановоздушной смеси в шахтах, способов и средств контроля довзрывной и взрывной концентрации смеси 11

  2. Исследование вентиляционных потоков и определение быстродействия при отборе информации о наличии взрывной концентрации в точке контроля шахтной выработки 22

  3. Модель автоматического отбора информации о взрывной концентрации метановоздушной смеси для предотвращения взрывов метана в шахте 30

  4. Исследование природы источника зажигания метановоздушной смеси и выбор элементов для реализации системы предотвращения взрыва метана в шахте 42

  5. Исследование структурных и информационных потерь в датчике контроля взрывной концентрации метановоздушной смеси и разработка критерия выбора элементов для реализации 47

  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

  1. Минимизация убытков и числа точек отбора информации с датчиками взрывной концентрации метановоздушной смеси 66

  2. 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

  1. Разработка требований к функциональности системы 86

  2. Разработка математических моделей функций системы 92

  3. Разработка алгоритмов для реализации функций системы ЮЗ

3.4. Разработка программ для ЭВМ, для реализации функций
системы ИЗ

Выводы 120

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 121

ЛИТЕРАТУРА 124

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 132

ПРИЛОЖЕНИЕ 2 136

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, тк 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 БИОКР 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 системы 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 ЕФ Карпов, БИ Басовский, МД Азбель, А Т Айруни, Л А Бахвалов, П И Бреслер, Пучков Л А и многие другие. При этом контроль взрывной концентрации как метод предотвращения взрывов на данный момент не изучен

Цель работы: повышение уровня безопасности в шахте за счет быстродействующего автоматического контроля нижнего предела' взрывной концентрации газа путем отключения электропитания добычных и' проходческих машин, как источников воспламенения

Идея работы состоит в использовании физического свойства ионизации молекул газа при термическом воздействии и распознавании момента вспышки метана в камере сгорания датчика

Научные положения и их новизна

Способ распознавания взрывной концентрации метано-воздушной смеси в точке контроля, основанный на циклически повторяющемся автоматическом принудительном воспламенении метано-воздушной смеси в камере сгорания датчика и фиксации момента вспышки путем измерения проводимости между электродами, размещенными в камере сгорания датчика

Способ распознавания взрывной концентрации метано-воздушной смеси в пространстве, заключающийся в том, что производят фиксацию появления нижнего предела взрывчатости газовой смеси в нескольких точках контроля, для чего в каждой точке производят принудительное воспламенение атмосферы во взрывобезопасной камере сгорания

Математическая модель и алгоритм по автоматическому распознаванию координаты выработки, где распознана взрывная концентрация метано-воздушной смеси

Математическая модель и алгоритм по распознаванию длины аварийно загазованного участка выработки с концентрацией, превышающей нижний предел взрываемости

Математическая модель и алгоритм по автоматическому распознаванию скорости распространения взрывной концентрации в горной выработке.

Программный инструментарий, реализующий алгоритмы распознавания и фиксации взрывной концентрации

Научная новизна основана на том, что осуществляется контроль взрывоопасности рудничной атмосферы путем воспламенении метано-воздушной смеси в камере сгорания «Сигнализатора метана», куда заходит эта смесь из шахтной выработки, и фиксации воспламенения в этой камере сгорания, таким образом, подтверждается, что воздух взрывоопасен

Обоснованность и достоверность научных положений подтверждаются.

результатами исследования способов распознавания микровзрыва метано-воздушной смеси в камере сгорания датчика нижнего предела взрываемости (фиксация повышения давления, скачка температуры, вспышки света, увеличения проводимости либо любого сочетания этих признаков),

корректным использованием методов теории вероятностей (суть работы -в уменьшении вероятности взрыва рудничной атмосферы), теории информации, математической логики, программирования

Научное значение работы

Научное значение работы состоит в том, что разработан способ распознавания взрывной концентрации метана в точке и в пространстве, основанный на измерении неконтролируемого ранее параметра - нижнего

предела взрываемости; разработаны алгоритмы фиксации взрывной концентрации, определения параметров загазированного участка.

Практическое значение работы

Разработанные способ, алгоритм и программа фиксации взрывной концентрации позволяют создать систему, более эффективно предотвращающую взрывы метана и угольной пыли

Реализация результатов работы

Полученные результаты были 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 ООО «Логика»

Результаты диссертационной работы использованы при создании высокоскоростного сигнализатора превышения уровня безопасной концентрации метана в шахтной атмосфере (СУБК). Техническое задание ТЗ-00173829-09-06 Разработка сигнализатора производится по заказу Федерального агентства по энергетике ФГУП «Гипроуглеавтоматизация» при участии ООО «Декарт» и ОАО «Быковский завод средств логического управления «Логика»

Патент № 2278270 «Устройство автоматической локализации взрывов и пожаров в горных выработках»

Патент №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 каф AT МГГУ (2005г, 2007г)

Публикации

Основные результаты диссертационного исследования изложены в 10 научных работах

Структура и объем работы

Подобные работы
Томаков Максим Владимирович
Разработка и исследование методов и средств идентификации и контроля металлической ленты системы загрузки реактора
Служенко Сергей Юрьевич
Разработка и исследование систем управления производством труб большого и сверхбольшого диаметра
Куделин Александр Руфович
Исследование и разработка системы оптимального управления межклетевым охлаждением на широкополосных станах
Виниченко Светлана Николаевна
Разработка и исследование системы автоматического управления процессом шлихтования в пене
Белухин Виктор Анатольевич
Исследование и разработка систем весового дозирования мясного сырья для приготовления колбасного фарша и паштетной массы
Лопатин Александр Геннадиевич
Разработка и исследование системы оптимального управления процессом получения суспензионного ПВХ с учетом экологической безопасности производства
Лопаткина Мария Васильевна
Исследование и разработка системы автоматического управления температурными режимами в процессе текстурирования синтетических нитей
Горбаненко Олег Анатольевич
Разработка и исследование системы автоматического регулирования импульсного ядерного реактора : Применительно к реакторному комплексу ИГР
Плаксин Павел Леонидович
Разработка и исследование системы управления электроприводом ленточной раскройной машины
Дмитриева Валерия Валерьевна
Разработка и исследование системы автоматической стабилизации погонной нагрузки магистрального конвейера

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net