- •Трифанов, Г.Д.
- •1. ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ШАХТНЫХ ПОДЪЁМНЫХ УСТАНОВОК
- •1.1. Устройство, принцип действия и классификация шахтных подъёмных установок
- •1.2. Шахтные подъёмные машины
- •1.3. Привод шахтных подъёмных установок
- •2. ОПИСАНИЕ И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ РПУ-ОЗ.х
- •2.1. Основные характеристики РПУ-ОЗ.х
- •2.3. Контроллер сбора и обработки информации
- •2.4. Анализатор защит АнЗ-ОЗ
- •3. ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ РПУ-03.1 И РПУ-03.3
- •3.1. Общее описание
- •3.2. Работа с программой в основном режиме
- •руды);
- •5.1. Общее описание
- •5.3. Расшифровка и анализ записей РПУ-03.1 и РПУ-03.3
- •6.1. Предварительный анализ информации
- •6.4. Расшифровка записей работы тормозной системы шахтных подъёмных машин
- •Расшифровка записей регистратора параметров РПУ 03.5 скиповой подъёмной установки при перестановке барабанов
6.РАСШИФРОВКА И АНАЛИЗ ЗАПИСЕЙ РПУ-03.5
6.1.Предварительный анализ информации
После оснащения шахтных подъёмных установок регистраторами параметров (системами компьютерного мониторинга) обслуживающий персонал, специалисты горнодобывающих предприятий получили возмож ность постоянного контроля основных параметров работы подъёмной ус тановки. Сравнительный анализ данных за прошедшие сутки либо за лю бой период работы подъёма позволяет оперативно выявить отклонения в работе подъёмной установки. Накопленный опыт работы с архивными за писями позволяет рекомендовать начинать анализ той или иной ситуации с изучения работы подъёмной установки со времени предшествующего изу чаемому периоду. В этом случае, сравнивая графики изменения интере сующих специалиста параметров в различные периоды работы установки можно сделать первые выводы о характере и количественных величинах отклонений.
При нормальной работе подъёмной установки специалистов горно добывающего предприятия интересуют параметры, определяющие произ водительность установок, действия обслуживающего персонала в периоды технического обслуживания и при сдаче - приёмке смены.
При выявлении причин возникновения производственного инциден та или аварии и оценке действий для эксперта интересны все записи, сде ланные в течение 24 часов до исследуемого явления. Эта информация по зволяет оценить все происходившие на шахтной подъёмной установке со бытия: произведенные осмотры подъёмных сосудов, канатов, армировки ствола; состояние защит при ежесуточной проверке и передаче смены.
В качестве примера можно привести расшифровку записей регистра тора параметров РПУ-03.5 клетевой подъёмной установки одного из руд ников. В приложении 1 дано описание работы подъёмной установки при проверке защит за сутки до произошедшего инцидента. Это позволило по казать ошибочность действий машиниста подъёма.
Анализ работы скиповых шахтных подъёмных установок начинают, как правило, с изучения почасовой работы. В качестве примера на рис. 6.1 приведен вид экрана программы просмотра файлов PCRpu Vetlan после за грузки файла. На правой половине окна показано описание выводимых на экран графиков аналоговых и логических сигналов. Логические сигналы выводятся в виде прямых линий, уровень которых ступенчато меняется при переключении.
В левой части экрана выведены графики тока якоря, скорости и пе ремещения (положения в момент измерения) левого скипа. Видно, что в рассматриваемый период подъёмная установка работает ритмично.
Рис. 6.2. График одного цикла работы скиповой подъёмной установки
-00:13,1 |
01:39,3 |
|
Рис. 6.3. Дополнительно обработанный отчет по замеру |
Определение технологических параметров работы шахтных подъём ных установок при расшифровке записей не представляет большой слож ности. Поэтому в дальнейшем будут рассмотрены возможные приемы оп ределения последовательности возникновения аварийных ситуаций, оцен ки действий машиниста шахтной подъёмной установки, выявления неис правностей, вызвавших тот или иной производственный инцидент.
При расшифровке записей регистраторов параметров необходимоучитывать особенности устройства и принципа действия подъёмной уста новки в целом и основных её элементов. Закономерности движения подъ ёмных сосудов во многом определяются механическими характеристиками электропривода установки.
6.2.Расшифровка записей работы шахтных подъёмных установок
сприводом постоянного тока
На горнодобывающих предприятиях России большинство скиповых подъёмных установок, имеющих большую мощность и интенсивный ре жим работы, оборудовано электроприводом постоянного тока. Электро привод постоянного тока имеет удобную для регулирования механическую характеристику (см. раздел 1.3).
На рис. 6.4 приведены графики изменения основных параметров двухскиповой одноканатной шахтной подъёмной установки с приводом по системе ТП-Д при перегоне подъёмных сосудов, позволяющие оценить работу привода.
В исходном состоянии левый подъёмный сосуд находится в нижней части ствола на отметке загрузки, а второй - наверху на отметке разгрузки. Статический момент на валу подъёмной машины и подъёмного двигателя определяется разностью натяжений канатов и при пустых скипах зависит только от разности длин правого и левого подъёмных канатов. Машина удерживается от движения тормозной системой.
В начале подъёма при заторможенной машине подается задание на подъём левого скипа («вперед»). При этом ток возбуждения подъёмного двигателя форсированно возрастает до номинального значения, а ток якоря двигателя увеличивается до максимального значения, зависящего от поло жения рукоятки задания. Соответственно нарастает крутящий момент подъёмного двигателя, пропорциональный произведению этих токов. На правление крутящего момента определяется направлением протекания то ка якоря (его знаком). В данном случае ток имеет положительный знак. Через 4,3 с после подачи задания машина растормаживается (на рис. 6.4 выведен график деформации левой тяги, по которой можно судить о рабо те тормозов), и начинается вращение барабана и движение скипов. Ско рость плавно возрастает.
Рис. 6.4. Графики изменения основных параметров при перегоне сосудов
Большой ток якоря в начальный момент вызван необходимостью га рантированно преодолеть статический момент при растормаживании ма шины и не допустить движения в обратную сторону.
После растормаживайия машины и начала движения задание было уменьшено и движение происходило с небольшим ускорением. Равномер ное движение сосудов осуществлялось со средней скоростью 4,6 м/с. На рис. 6.4 видно, как ток в якорной цепи двигателя постепенно уменьшается до нуля, меняет знак и возрастает пропорционально статическому моменту на валу подъёмной машины. При перегоне порожних сосудов натяжения правого и левого подъёмных канатов в середине ствола одинаковы и ста тический момент на валу машины равен нулю. Небольшой участок, на ко тором вес канатов и подъёмных сосудов уравновешен, называют точкой перевеса.
При движении скипов в зоне точки перевеса наблюдаются неболь шие пульсации тока якоря, вызванные особенностью работы привода при малых значениях тока якоря (зона прерывистых токов, см. рис. 1.10).
После прохождения сосудами точки перевеса статический момент со стороны барабанов и момент, развиваемый двигателем, меняют знаки. Та ким образом, в первую половину перегона сосудов подъёмный двигатель работает в двигательном режиме, во вторую - в генераторном. Генератор
ный режим определяется тем, что скорость движения и ток якоря имеют разные знаки.
Переход подъёмного двигателя из двигательного режима в генера торный и обратно хорошо виден на примере работы клетевой подъёмной установки на рис. 6.5. Скорость подхода клети к приемным площадкам промежуточных горизонтов не должна превышать 1 м/с, поэтому диаграм ма скорости имеет пилообразную форму. Подъёмный двигатель работает в генераторном режиме при замедлении системы. На последнем (нижнем) участке движения суммарный вес груженой клети и каната превышает вес противовеса, поэтому двигатель работает в генераторном режиме и при равномерном движении.
Примеры расшифровки записей скиповых подъёмных установок с приводом постоянного тока приведены в приложениях 2 и 4.
6.3.Расшифровка записей работы шахтных подъёмных установок
сприводом переменного тока
Особенностью записей работы привода переменного тока с регули рованием скорости с помощью роторных сопротивлений является то, что ток статора не меняет полярности. Направление движения сосудов опреде ляется по показаниям датчика положения сосудов и тахогенератора. На рис. 6.6 приведён рабочий цикл скиповой подъёмной установки с противо весом.
Из графиков видно, что скорость скипа на участке движения с посто янной скоростью очень сильно зависит от статической нагрузки на ободе барабана подъёмной машины. Это связано с тем, что машинист не шунти рует все роторные сопротивления, тем самым ограничивая максимальную скорость подъёма (этот способ регулирования скорости описан в разделе 1.3 на с 17). При достижении максимальной для этого цикла скорости 6,5 м/с машинист ввел дополнительно две ступени роторных сопротивлений, что привело к замедлению системы.
При спуске порожнего скипа (подъёме противовеса) машинист так же ограничивает скорость движения неполным выведением роторных со противлений. При походе скипа под загрузку он включает динамическое торможение.
Для ограничения скорости подхода скипа под разгрузку и под за грузку машинист применяет механическое торможение.
Сочетание динамического торможения с механическим во многом зависит от квалификации и предпочтений машиниста подъёмной машины. На рис. 6.7 приведен цикл спуска груза в клети с противовесом. Видно, что машинист поддерживает скорость подъёмной установки отключением дви гателя в середине ствола и динамическим торможением при подходе скипа
к горизонту. Механический тормоз включается только при стопорении машины. Необходимо отметить, что график тормозного усилия (деформа ции тормозной тяги) на рис. 6.7 не инвертирован. Для удобства восприятия необходимо было его «перевернуть».
Рабочий цикл скиповой подъёмной установки с противовесом.
Рис. 6.6. Изменение параметров однососудной подъёмной установки
На рис. 6.8 показаны графики изменения основных параметров подъ ёмной установки при подъёме гружёного скипа. Особый интерес представ ляет график тока ротора. Как известно [4], ток ротора пропорционален ве личине момента на валу подъёмного двигателя, поэтому при создании сис темы взвешивания поднимаемого груза необходимо измерять ток ротора. Некоторую сложность здесь представляет измерение тока ротора при рабо те двигателя на естественной характеристике, когда частота тока имеет значение (1 - 2) Гц.
Замедление системы на данной подъёмной установке осуществляется постепенным введением роторных сопротивлений, сочетанием режима свободного выбега (отключением подъёмных двигателей) и режима подго на двигателем.
Рис. 6.7. Динамическое торможение при спуске груза в клети
Рабочий цикл двухскиповой двухдвигательной подъёмной установки. Шаг сетки - 10 с