Mine Shaft Conveyance Monitoring

The shaft and hoisting systems are the main links in the technological scheme of production of mining enterprises. The successful operation of the mine and the whole enterprise  depends on the stable operation of the shaft equipment. One of the ways to increase the productivity of mine hoisting systems is to increase the speed of the lifting vessel movement.

We offer an innovative, fully wireless solution for skip monitoring and communications. This solution provides not only skip conveyance monitoring, namely slack and tight rope conditions, rigid skip guides, but also digital voice and signalling on demand. Wireless coverage is provided for skip, shaft, and access levels.

Please contact us if you would like to discuss your particular application.

Актуальность вопроса

Шахтные подъемные установки являются одним из важнейших звеньев всего технологического комплекса при подземной разработке месторождений полезных ископаемых. Успешная работа рудника и предприятия в целом зависит от устойчивой работы оборудования шахтного подъема.

Основными требованиями, предъявляемыми к подъемным установкам, являются обеспечение требуемой производительности, безопасность и эффективность работы.

Обеспечить необходимый уровень надежности и производительности подъемной установки невозможно без организации в процессе эксплуатации периодических осмотров и проверок технического состояния основных конструктивных элементов жесткой армировки ствола и прежде всего проводников. Несвоевременный ремонт армировки может привести к аварии и, следовательно, к простою ствола.

Применяемые в настоящее время традиционные методы контроля состояния армировки шахтного ствола путем периодически проводимой маркшейдерской съемки геометрических параметров проводников и ежесуточных визуальных осмотров шахтного ствола не гарантируют выявления участков ствола, на которых концентрируются максимальные нагрузки на армировку при рабочем режиме работы подъемной установки, обуславливают длительные простои шахтной подъемной установки, значительные трудозатраты и время на проведение контроля. Кроме того, в практике эксплуатации шахтных стволов имеются примеры, когда даже в течение суток между двумя осмотрами параметры проводников изменялись критически и приводили к возникновению аварийных ситуаций и остановке подъема.

Наиболее продолжительной операцией при выполнении регламентных работ является визуальный осмотр состояния проводников и армировки ствола. Особенно это актуально для глубоких стволов. Однако, при визуальном осмотре шахтного ствола с движущегося подъемного сосуда можно выявить лишь грубые изменения геометрии оборудования, конечные остаточные деформации, большие зазоры. Скрытые дефекты оборудования ствола и износ проводников обнаружить при таком осмотре, как правило, невозможно. На практике также часто применяется способ повышения производительности шахтных подъемных установок за счет сокращения времени, выделяемого на проведение регламентных работ по осмотру состояния подъёмной установки и армировки ствола, что ведёт к еще большему снижению качества выполнения данных работ и повышает риск возникновения аварийных ситуаций.

Состояние армировки ствола зачастую влияет на реальную производительность подъёмной установки. Для ряда объектов актуален вопрос возможности увеличения скорости движения подъемных сосудов до проектной, ограниченной по результатам экспертизы технического состояния жёсткой армировки ствола. Наличие отклонений проводников от вертикали, криволинейности проводников, уширений и сужений колеи, а также дефектов стыков проводников, приводит к росту динамических нагрузок на них при движении подъемного сосуда в стволе. Это может привести к ускоренному разрушению элементов армировки и явиться причиной возникновения аварийных ситуаций и отказов, связанных с разрушением направляющих проводников и выходом подъемных сосудов из направляющих. Для определения отсутствия отклонений в состоянии расстрелов и жёсткой армировки ствола и предотвращения аварийных ситуаций необходимо обладать как можно большим объемом информации в реальном режиме времени и возможности контроля происходящих изменений.

Одним из способов повышения эффективности и безопасности эксплуатации подъемных установок является внедрение систем непрерывного мониторинга плавности движения подъемных сосудов в стволе. В соответствии с пунктом 111 ПРАВИЛ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ВЕДЕНИИ ГОРНЫХ РАБОТ И ПЕРЕРАБОТКЕ ТВЕРДЫХ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ «Крепь и армировка вертикальных и наклонных стволов шахт, служащих для спуска, подъема людей и грузов, должны осматриваться ежесуточно специально назначенными лицами. Порядок и периодичность осмотров крепи и армировки вертикальных стволов, оборудованных системами непрерывного контроля (мониторинга) плавности движения скипов и противовесов, устанавливаются техническим руководителем шахты, но не реже 1 раза в неделю. Результаты непрерывного контроля должны анализироваться ежемесячно специально назначенными лицами.»

Под плавностью движения сосуда понимается величина и характер изменения ускорений при его движении с заданной скоростью. Такие системы должны осуществлять оценку технического состояния системы «подъемный сосуд - жесткая армировка» в режиме реального времени, иметь возможность выдачи предупреждающих и блокирующих сигналов, выполнения сравнительного анализа движения подъёмного сосуда на определённых участках ствола за разные промежутки времени. Это позволит заранее определить появление отклонений при движении и принять меры к выявлению и ликвидации причин, вызвавших эти отклонения, а также оценить качество проведённых ремонтных работ по обслуживанию подъёмного сосуда, проводников и армировки.

 К дополнительным опциям, которыми может обладать такое оборудование, можно отнести:
- обеспечение беспроводного канала связи «подъёмный сосуд - машинист» - речевая связь, передача ходовых команд, аварийных и предупредительных сигналов (функции аварийно-ремонтной стволовой сигнализации и связи);
- возможность контроля напуска каната;
- возможность контроля уровня натяжения головного каната в точке крепления к подвесному устройству подъёмного сосуда или давления в гидравлической системе подвесного устройства на многоканатных подъёмных установках.

Предлагаем вашему вниманию аппаратуру мониторинга плавности движения (АМД) подъемного сосуда шахты, обеспечивающую вышеуказанные функции.

Преимущества при использовании системы:

1. Повышение эффективности эксплуатации подъемных установок.
В соответствии с пунктами 111 и 423 ПРАВИЛ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ВЕДЕНИИ ГОРНЫХ РАБОТ И ПЕРЕРАБОТКЕ ТВЕРДЫХ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ «Крепь и армировка вертикальных и наклонных стволов шахт, служащих для спуска, подъема людей и грузов, должны осматриваться ежесуточно специально назначенными лицами. Порядок и периодичность осмотров крепи и армировки вертикальных стволов, оборудованных системами непрерывного контроля (мониторинга) плавности движения скипов и противовесов, устанавливаются техническим руководителем шахты, но не реже 1 раза в неделю.»
Из нашего опыта общения с эксплуатацией на производительных подъемах времени на качественный визуальный осмотр состояния направляющих ствола, как правило, не хватает. Смотрят основное - состояние машины, подвесных устройств, сосудов, канатов, просыпи убирают.. На направляющие зачастую времени нет. Несмотря на регламент, фактически для увеличения объемов выдачи руды на поверхность, задействуется время, предназначенное для ревизии ствола. Применение системы - это возможность снизить периодичность осмотров на законных основаниях. Каждый дополнительный цикл выдачи руды - повышение производительности подъема.

2. Повышение безопасности эксплуатации подъема.
При применении системы непрерывного мониторинга информация о наличии изменений в динамической системе «подъемный сосуд - жесткая армировка» будет поступать в режиме реального времени в процессе выдачи руды на поверхность. В системе предусмотрена обработка полученных результатов с привязкой полученных данных к местоположению подъёмного сосуда в стволе, построение графиков и диаграмм, возможность формирования предупреждающих сообщений и сигналов, чтобы перед ревизионным осмотром персонал по заранее полученным данным смог определить отметки, требующие детального обследования.

3. Выполнение функций оборудования беспроводной ремонтной сигнализации и связи.
Система мониторинга уже включает беспроводной высокоскоростной радиоканал и обеспечивает функции беспроводной сигнализации и связи машиниста с персоналом на подъемном сосуде (разговорная связь, передача ходовых команд, аварийных сигналов), контроль состояния датчиков на подъемном сосуде. Систему также можно дополнительно укомплектовать шкафами для подачи сигналов по стволовому кабелю (стволовой-рукоятчик-машинист) и осуществлять контроль датчиков остановки сосуда на отметках, положения посадочных устройств, предохранительных дверей и т.п. и по сути получить комплексную систему стволовой сигнализации и связи, НО с системой мониторинга плавности движения сосудов.

4. Наличие высокоскоростного беспроводного канала в системе.
Само по себе наличие высокоскоростного радиоканала в системе позволяет наращивать функционал - передавать различные данные со скипов на поверхность. Например, об уровне натяжения головного каната в точке крепления к подвесному устройству для измерения загрузки скипа на весу. Эта возможность в системе реализована.

Техническое описание. Назначение и функции

Аппаратура мониторинга плавности движения подъемного сосуда и аварийно-ремонтной сигнализации предназначена для сбора и анализа данных с датчиков (акселерометров, инклинометров, давления и др.), установленных на подъемном сосуде, во время его движения по стволу в режиме реального времени, а также для согласования действий технологического персонала, находящегося на или в подъемном сосуде, и оператора шахтной подъемной установки во время выполнения операций по перевозке людей, ревизионных и ремонтных работ в стволе.

При использовании аппаратуры в качестве устройства мониторинга движения подъемного сосуда, аппаратура может выполнять следующие функции:

  • непрерывный сбор данных о характере движения подъемного сосуда при работе подъемной установки в добычные смены (измерение величины и направления линейных ускорений подъемного сосуда, величины угла отклонения от вертикальной оси подъемного сосуда во время движения);
  •  высокоскоростной беспроводной канал связи «подъёмный сосуд – машинное здание» для передачи измеренных значений на вычислительный комплекс на поверхности в режиме реального времени;
  • вычисление по данным датчика (абсолютного энкодера) местоположения подъемного сосуда в стволе или приема данных о местоположении из схемы управления подъемной машиной по цифровым каналам;
  • обработка полученных результатов с привязкой значений ускорений и углов наклона к местоположению подъемного сосуда в стволе с построением графиков и диаграмм;
  • создание базы данных для проведения анализа результатов мониторинга;
  • определение мест, обязательных для детального обследования персоналом при выполнении ремонтно-ревизионных работ;
  • возможность вывода на устройство визуализации предупреждающих сообщений и результатов обработки в виде диаграмм на мнемосхеме;
  • выдачу при необходимости предупредительных и блокирующих сигналов в систему управления подъемной машиной по цифровым и релейным каналам связи.

Дополнительно при использовании аппаратуры в качестве системы аварийно-ремонтной сигнализации и связи машиниста с сосудом она может выполнять следующие функции:

  • двустороннюю речевую связь между машинистом подъема и персоналом, находящимся на подъемных сосудах при проведении ревизионных и ремонтных работ в стволе;
  • возможность подачи кодовых одноударных сигналов с подъемного сосуда для формирования ходовой команды и разрешающего сигнала на движение сосуда для использования в схеме управления подъемной машины;
  • передачу персоналом, находящимся на подъемном сосуде, команд «Аварийный стоп» и «Блокировка» и формирование соответствующих сигналов для использования в схеме управления подъемной машины;
  • контроль состояния датчиков, установленных на подъемном сосуде (напуск каната, положение затвора скипа, уровень натяжения головного каната в точке крепления к подвесному устройству и др.);
  • непрерывный контроль уровня заряда источника автономного питания на сосуде;
  • непрерывный контроль состояния всех составных элементов системы с выдачей сообщений о наличии неисправностей на устройство визуализации;
  • ведение архива данных мониторинга, состояния оборудования, поданных ходовых команд и состояния датчиков.

Аппаратура имеет аудио выход для подключения к устройству записи переговоров.

Аппаратура позволяет осуществлять конфигурирование системы непосредственно с устройства визуализации без переустановки программного обеспечения.

Основные технические характеристики

Дальность передачи данных по беспроводному каналу в стволе

не менее 1000 м

Скорость передачи данных по беспроводному каналу

до 115 кбит/с

Напряжение питания центральной станции в машинном здании

220 ВAC

Напряжение питания устройств аппаратуры на подъемном сосуде

12 В,DC

Время непрерывной работы аппаратуры на подъемном сосуде до подзарядки аккумулятора

не менее 120 часов

Степень защиты оболочки по ГОСТ 14254-96

аппаратуры в машинном здании

IP54

аппаратуры подшкивной площадки

IP65

аппаратуры подъемного сосуда

IP65

Уровень и вид взрывозащиты

источник автономного питания аппаратуры на подъемном сосуде

РО ExiaI

аппаратура подъемного сосуда

РО ExiaI

аппаратура подшкивной площадки

РО ExiaI

аппаратура в машинном здании

[Exia] I

Режим работы

круглосуточный

 
Пожалуйста, свяжитесь с нами, если вы хотите обсудить свои конкретные условия применения системы мониторинга. 

“KEYTRADE” Ltd.

All rights reserved


Dzerzhinsky Avenue, 69/2, office 321

Minsk, 220116, Republic of Belarus

Phone: (+375 17) 277-03-01

Fax: (+375 17) 277-02-96

Development site