На стыке науки и технологий
Система управления проветриванием для апатитового рудника
Система автоматизированного управления проветриванием (САУП) реализована на Расвумчоррском подземном руднике компании «Апатит» и предназначена для обеспечения устойчивого и безопасного проветривания горных выработок в условиях развития горных работ и усложнения вентиляционной схемы.
Необходимость внедрения системы:
● обусловлена ростом протяженности выработок,
● изменением конфигурации шахтного поля,
● увеличением количества потребителей воздуха.
В условиях традиционного «ручного» управления проветриванием это приводит к повышенным утечкам воздуха, избыточной нагрузке на главные вентиляторные установки и росту эксплуатационных затрат.
Необходимость внедрения системы:
● обусловлена ростом протяженности выработок,
● изменением конфигурации шахтного поля,
● увеличением количества потребителей воздуха.
В условиях традиционного «ручного» управления проветриванием это приводит к повышенным утечкам воздуха, избыточной нагрузке на главные вентиляторные установки и росту эксплуатационных затрат.
Кроме того, инерционность ручного регулирования ограничивает возможности оперативного реагирования на изменения производственной ситуации и аварийные события.
В основу решения положена концепция динамического управления воздухораспределением с использованием автоматизированной системы, интегрированной в технологическую инфраструктуру рудника.
САУП обеспечивает перераспределение воздушных потоков в зависимости от текущих потребностей рабочих зон, параметров рудничной атмосферы и фактической загрузки горного оборудования.
Система функционирует как единый технологический комплекс, включающий исполнительные устройства, средства измерения, локальные системы управления и диспетчерский уровень.
Управление осуществляется на основе данных о скорости воздушных потоков, состоянии вентиляционных сооружений и параметрах газовой среды.
САУП обеспечивает перераспределение воздушных потоков в зависимости от текущих потребностей рабочих зон, параметров рудничной атмосферы и фактической загрузки горного оборудования.
Система функционирует как единый технологический комплекс, включающий исполнительные устройства, средства измерения, локальные системы управления и диспетчерский уровень.
Управление осуществляется на основе данных о скорости воздушных потоков, состоянии вентиляционных сооружений и параметрах газовой среды.
Принцип работы система автоматизированного управления проветриванием (САУП)
Поддержании заданного баланса воздухораспределения между потребителями
Центральный контроллер формирует управляющие воздействия на вентиляционные регуляторы, клапаны и другие исполнительные устройства, обеспечивая подачу требуемого количества воздуха в рабочие зоны.
При этом система учитывает текущие уставки, данные мониторинга и изменения производственной обстановки, включая перемещение техники.
При этом система учитывает текущие уставки, данные мониторинга и изменения производственной обстановки, включая перемещение техники.
САУП реализована в виде двухуровневой системы управления
Обеспечивает регулирование подачи воздуха между основными элементами вентиляционной сети: горизонтами, транспортными уклонами, комплексами самоходной техники и очистными блоками. На этом уровне используются автоматические вентиляционные двери и шлюзы различных типов, вентиляционные клапаны, решетчатые ограждающие ворота, а также датчики контроля параметров рудничной атмосферы.
По результатам проектирования для первого уровня управления предусмотрено применение:
По результатам проектирования для первого уровня управления предусмотрено применение:
- автоматических вентиляционных дверей и шлюзов различных типов — более 18 комплектов;
- вентиляционных клапанов — 10 комплектов;
- решетчатых ограждающих ворот — 3 комплекта;
- датчиков контроля газовой среды — 10 комплектов.
Реализуется на уровне очистных блоков и представляет собой локальные комплексы регулирования проветривания буро-доставочных горизонтов. Он включает автоматические отрицательные регуляторы подачи свежего воздуха, блоковые вентиляторы (интегрированные в систему управления и оснащенные средствами контроля), а также автоматические вентиляционные двери на сопряжении с автоуклонами.
Для второго уровня управления предусмотрено оснащение очистных блоков регулирующими устройствами и средствами контроля, включая:
Для второго уровня управления предусмотрено оснащение очистных блоков регулирующими устройствами и средствами контроля, включая:
- вентиляционные клапаны — 12 единиц;
- датчики скорости воздуха — 14 единиц;
- шлюзовые устройства — 2 комплекта.
Кроме того, инерционность ручного регулирования ограничивает возможности оперативного реагирования на изменения производственной ситуации и аварийные события.
Управление
Все элементы системы объединены в единую информационную сеть с выводом данных на автоматизированное рабочее место диспетчера.
Система обеспечивает визуализацию вентиляционной схемы рудника в реальном времени, контроль параметров проветривания, ведение архивов и трендов, а также дистанционное управление оборудованием.
Система обеспечивает визуализацию вентиляционной схемы рудника в реальном времени, контроль параметров проветривания, ведение архивов и трендов, а также дистанционное управление оборудованием.
Режим мониторинга с отображением текущих параметров и состояния оборудования
Диспетчерский режим с возможностью изменения уставок и дистанционного управления
Режим наладки с расширенным инженерным доступом к системе
Особенностью системы является возможность динамического регулирования подачи воздуха в зависимости от фактического присутствия техники в рабочих зонах.
Это позволяет реализовать принцип «вентиляции по требованию» и существенно повысить эффективность использования вентиляционных ресурсов.
Это позволяет реализовать принцип «вентиляции по требованию» и существенно повысить эффективность использования вентиляционных ресурсов.
Внедрение САУП обеспечивает:
- стабилизацию воздухораспределения в руднике;
- снижение утечек воздуха и оптимизацию вентиляционной схемы;
- повышение аэрологической безопасности горных работ;
- снижение нагрузки на главные вентиляторные установки;
- сокращение затрат на электроэнергию и воздухоподготовку.
Преимущества
- Снижение необходимый расход воздуха до 32,8% по сравнению с традиционной схемой проветриванияЭто приводит к значительному снижению эксплуатационных затрат и повышает устойчивость работы рудника.
- Снижение установленной мощности вентиляционного оборудования с 7,6 до 4,0 МВтДополнительно обеспечивая снижение затрат на нагрев воздуха.
Реализованное решение представляет собой масштабную автоматизированную систему, адаптированную к конкретным горно-геологическим и технологическим условиям Расвумчоррского рудника.
Ее эффективность определяется не только составом оборудования, но и возможностью гибкого управления воздухораспределением в реальном времени, что делает САУП ключевым элементом современной вентиляционной инфраструктуры подземного рудника.