Pierwszenstwo Zgloszenie ogloszono: 30.05.1973 Opis patentowy opublikowano: 20.12.1975 75612 KI. 74b,5/02 MKP G08c 23/00 -Y i ll; JA Urzedu Patentowego Twórcy wynalazku: Boleslaw Miazga, Adam Fiszer, Wlodzimierz Mieso- wicz Uprawniony z patentu tymczasowego: Kombinat Górniczo-Hutniczy Mie¬ dzi Zaklady Badawcze i Projektowe Miedzi „Cuprum", Wroclaw (Polska) Sposób zdalnej kontroli sianu wentylacji kopaln podziemnych i innych obiektów z zamknietym obiegiem wentylacji Przedmiotem wynalazku jest sposób zdalnej kon¬ troli stanu wentylacji kopaln podziemnych i in¬ nych obiektów z zamknietym obiegiem wentylacji, szczególnie przydatny do szybkiego wykrywania oraz lokalizowania zaklócen w obiegach wentyla¬ cyjnych kopaln.Zdalna kontrola obiegów wentylacyjnych w ko¬ palniach jest dotychczas realizowana, w nielicz¬ nych zreszta kopalniach, na drodze zdalnego po¬ miaru predkosci przeplywu powietrza w wybra¬ nych chodnikach. Jest to metoda niedoskonala, poniewaz pomiar predkosci przeplywu moze byc zaklócony wieloma czynnikami miejscowymi, sa¬ ma zas predkosc przeplywu powietrza jest para¬ metrem, który niewiele mówi o sytuacji w innych odcinkach poza odcinkiem badanym, szczególnie w bocznicach równoleglych. Metoda ta jest malo przydatna dla duzych kopaln o bardzo rozwinie¬ tych drogach wentylacyjnych.W tym przypadku wlasciwe rozeznanie stanu wentylacji moze zapewnic jedynie zdalna kon¬ trola depresji cisnienia powietrza w obiegu wen¬ tylacyjnym kopalni, gdyz depresja kopalniana i jej spadki w drogach wentylacyjnych wytwarzane przez glówne wentylatory przewietrzania, a w sytuacjach awaryjnych takze przez pozar, sa tym czynnikiem, który powoduje przeplyw powietrza w wyrobiskach kopalni.Rozklad depresji w kopalniach jest dotychczas wyznaczany na drodze sumowania odcinkowych 10 15 20 30 róznic depresji zmierzonych mikromanometrem cie¬ czowym w poszczególnych bocznicach wentylacyj¬ nych. Przy zastosowaniu tego sposobu rozklad depresji moze byc okreslony dopiero po zakoncze¬ niu calego dlugiego cyklu pomiarowego, wynik zas pomiaru moze nie odpowiadac stanowi aktual¬ nemu w chwili zakonczenia pomiarów.Znane sa próby modelowania rozkladu depresji na analizatorach analogowych elektrycznych, pne¬ umatycznych lub hydraulicznych, co wymaga pra¬ cochlonnego wyznaczenia danych ukladu i bieza¬ cego wprowadzania zaistnialych zmian do modelu.Metody te sa calkowicie nieprzydatne w sytuacjach awaryjnych, ma przyklad w razie pozaru, zawalu lub wybuchu w kopalni, kiedy nalezy szybko i bezblednie rozeznac zaklócenia w obiegach wen¬ tylacyjnych, aby skutecznie zwalczyc katastrofe.Potrzebny jest do tego sposób biezacej zdalnej kontroli rozkladu depresji, którego dotychczas brak.Celem wynalazku jest usuniecie powyzszego braku, zadaniem zas opracowanie sposobu, który umozliwilby sluzbie dyspozytorskiej kopalni bieza¬ ce i bezposrednie, akutalne rozeznanie rozkladu depresji, dotychczas otrzymywane tylko okresowo.Rozeznanie to powinno byc przedstawiane w przej¬ rzystej formie, nawiazujacej do ogólnie stosowa¬ nych metod obliczeniowych wentylacji kopalni.Dla realizacji powyzszego zadania opracowano spo-. sób zdalnej kontroli obiegów wentylacyjnych be¬ dacy przedmiotem niniejszego wynalazku. 75 61275 612 Zgodnie ze sposobem wedlug wynalazku, znane barometrycznoelektryczne czujniki pomiarowe de¬ presji kopalnianej, najkorzystniej o charakterystyce cisnieniowo-napieciowej, rozmieszcza sie w wezlo¬ wych punktach obiektu, odpowiadajacych wezlom schematu kanonicznego wentylacji i przekazuje sie do obwodów przesylowych elektryczny sygnal o wartosci zaleznej od depresji w miejscu po¬ miaru, przy czym do przesylania stosuje sie jedno — lub wielokanalowe urzadzenia przesylowe prze¬ kazujace do centrali na drodze elektrycznej jedno — wielo — lub bezprzewodowo sygnaly pomiarowe z przetworzeniem na prad staly o wartosci pro¬ porcjonalnej do mierzonej depresji, które to sy¬ gnaly doprowadza sie do tablicy pomiarowej umieszczonej w centrali i zawierajacej schemat synoptyczny w ukladzie schematu kanonicznego wentylacji.Na tablicy znajduja sie mierniki pradu stalego rozmieszczone w wezlach schematu a ich wskaza¬ nia przedstawiaja depresje w poszczególnych miej¬ scach pomiaru.Te same sygnaly pomiarowe pradu stalego do¬ prowadza sie do przekazników podpradowych i nad- pradowych, które laczy sie z lampkami sygnali¬ zacyjnymi — spadku lub wzrostu depresji w miej¬ scach pomiaru poza nastawiona wartosc albo z buczkiem alarmowym, badz tez z lampkami i bucz¬ kiem jednoczesnie.Równiez te same sygnaly pomiarowe pradu sta¬ lego doprowadza, sie do przekazników róznicowych pradu stalego, które laczy sie z róznokolorowymi lampkami umieszczonymli na tablicy sygnalizacyj¬ nej ze schematem swietlnym w ukladzie schema¬ tu przestrzennego wentylacji kopalni i sygnalizu¬ jacymi spadek lulb wzrost róznicy depresji mie¬ dzy miejscami pomiaru poza nastawiona wartosc albo laczy sie je z ibuczkliem sygnalizacyjnym badz z lampkami $ buczkiem Jednoczesnie.Zastosowanie pomiaru depresji w wezlowych punktach obiektu oraz biezace wykorzystywanie i sygnalizacja wartosci ftej depresji i jej róznicy miedzy tymi punktami umozliwia aktualne i kom¬ pleksowe rozeznanie stanu wentylacji kopalni i ewentualnie wystepujacych zaklócen.Sposób wedlug wynalazku realizuje sie w opar¬ ciu o centrale pomiarowonsygnalizacyjna sklada¬ jaca sie. co najmiej z dwu tablic, w tym tablicy pomiarowej i tablicy sygnalizacyjnej. Tablica po¬ miarowa ma postac tablicy synoptycznej o ukla¬ dzie schematu kanonicznego wentylacji kopalni, w którego wezlach sa umieszczone mierniki pradu stalego, wskazujace wartosc depresji. Wskazania mierników sa porównywane wzrokowo lub auto¬ matycznie na drodze elektrycznej z nastawiona wczesniej wartoscia depresji, przy czym przekro¬ czenie tej wartosci jest sygnalizowane optycznie lub akustycznie. Tablica pomiarowa jest wyposa¬ zona w wielokanalowe, liniowe lub punktowe reje¬ stratory pradu stalego, zapisujace wartosc depresji we wszystkich lub niektórych miejscach pomiaru.Zapisy sa zestawione wedlug grup i kolejnosci punktów wezlowych na schemacie kanonicznym wentylacji.Tablica sygnalizacyjna przedstawia uklad prze¬ strzenny wentylacji kopalni w postaci schematu swietlnego, w którym barwa swiatla sygnalizuje wartosc róznicy depresji miedzy welowymi punkta- 5 mi. Stan normalny sygnalizowany jest swiatlem bialym, nadmierny wzrost swiatlem zielonym. Spa¬ dek róznicy depresji ponizej wartosci normalnej sygnalizuje swiatlo pomaranczowe, natomiast cal¬ kowity zanik lub rewersje (zmiane znaku) róznicy ia depresji oznacza swiatlo czerwone. Dla pomiaru i sygnalizacji róznicy depresji zastosowane sa od¬ powiednie przekazniki róznicowe.Tablica sygnalizacyjna moze zawierac równiez wskazniki innych parametrów, na przyklad wskaz- 15 niki polozenia tam wentylacyjnych, wskazniki kie¬ runku, predkosci i wydajnosci przeplywu powietrza, wskazniki temperatury i wilgotnosci powietrza, wskazniki obecnosci metanu, tlenku wegla lub dymu itp. 20 Przedmiot wynalazku jest opisany w oparciu o przyklad wykonania przedstawiony na zalaczonym rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat przestrzenny, przykladowej kopalni fig. 2 — sche¬ mat kanoniczny wentylacji kopalni z zaznacze- 25 niem mierników depresji, fig. 3 przedstawia przy¬ kladowa elewacje tablicy pomiarowej ze wskazni¬ kami depresji, natomiast fig. 4 przedstawia przy¬ kladowa elewacje tablicy sygnalizacyjnej, a fig. 5 przedstawia elektryczny schemat blokowy calego 30 urzadzenia w przykladzie z wieloprzewodowym przesylaniem sygnalów pomiarowych.Urzadzenie pomiarowo-sygnalizacyjne, realizujace wedlug wynalazku sposób zdalnej kontroli stanu wentylacji przykladowej kopalni, której schemat 35 przestrzenny przedstawiony jest na fig. 1, sklada sie z centrali pomiarowo-sygnalizacyjnej C i czuj¬ ników depresji zainstalowanych na nadszybiach 1, 2, 3 i podszybiach 4, 5, 6 szybów wdechowych, w innych wezlach obiegu wentylacyjnego. 7-5-21, 40 na podszybiach szybów wydechowych 12, 13, 14 oraz przy wlotach 15, 16, 17 wentylatorów kopalni.Wymienione wezly tworza schemat kanoniczny wentylacji, poza którym znajduje sie ponadto mier¬ nik 18, zainstalowany na zewnatrz kopalni, mie- *5 rzacy aktualne odchylki od przecietnego cisnienia atmosferycznego.Na rysunku oznaczono szyb symbolem 19, chod¬ nik 20, oddzial wydobywczy 21, wentylator 22, czujniki depresji 23, prad powietrza swiezego 24, sa prad powietrza zuzytego 25 i tame wentylacyjna 26.Fig. 2 przedstawia uklad tego samego urzadze¬ nia pomiarowo-sygnalizacyjnego z oznaczeniami jak na fig. 1, lecz w postaci schematu kanonicznego dogodnego do szybkiej analizy.Tablica pomiarowa urzadzenia przedstawiona na fig. 3, posiada mierniki pradu stalego 27 przypo¬ rzadkowane do wezlów schematu kanonicznego z zainstalowanymi czujnikami depresji.Mierniki 27 wskazuja depresje i sa zainstalowane w szafie 28 w ukladzie odpowiadajacym wezlom schematu kanonicznego wentylacji.Schemat ten jest przedstawiony na froncie szafy w postaci synoptycznego schematu listewkowego 29. 65 Obok wskazników depresji zainstalowane sa lampki 55 605 75 612 6 sygnalizujace — spadek 30 lub wzrost 31 depresji poza nastawione wartosci. Schemat listewkowy* ilosc i rozmieszczenie wskazników sa zmieniane odpowiednio do zachodzacych w czasie eksploata¬ cji zmian w systemie wentylacyjnym kopalni.Ponadto na froncie szafy zainstalowane sa trzy wielokanalowe rejestratory pradu stalego 32, za¬ pisujace wartosci depresji w miejscach pomiaru w funkcji czasu. We wnetrzu szafy znajduja sie przekazniki pradowe 33 i pomocnicze 34 reagujace na zmiany depresji, buczek alarmowy 3A, prze¬ wody polaczeniowe 36 i koncówki kabli doprowa¬ dzajacych 37, ewentualnie inne urzadzenia.Tablica sygnalizacyjna urzadzenia przedstawiona na fig. 4 posiada kasety swietlne 38 z mozliwos¬ cia czterobarwnego oswietlenia kazdej, zainstalo¬ wane w szafie 39 i tworzace swietlny schemat 40, odpowiadajacy przestrzennemu schematowi wen¬ tylacji przykladowej kopalni. Obok schematu swietl¬ nego moga byc umieszczone równiez inne wskaz¬ niki 41, szafa zas tablicy sygnalizacyjnej moze miescic ponadto przekazniki 42, buczek Q odmien¬ nym tonie 43 i doprowadzenia kablowe #4.Elektryczny schemat blokowy zespolu urzadzen realizujacych przedmiot wynalazku w przykladzie wykonania przedstawiony na fig. 5, Obejmuje miej¬ scowe czujniki depresji h o charakterystyce cis- nieniowo-napieciowej 45 i zainstalowane w wezlach od 1 do 18, zasilane z kopalnianej sieci pradu przemiennego 46, przetworniki pomiarowe 47 na¬ piecia przemiennego na prad staly o wartosci nie¬ zaleznej od opornosci obwodu, siec kabli przesy¬ lowych 48, mierniki pradu stalego 49 wskazujace depresje, przekazniki podpradowe 50 i nadprado- we 51 oraz lampki 52, 53 sygnalizujace zmiany depresji h, przekazniki róznicowe 54 i róznokolo¬ rowe larnpki 55, sygnalizujace zmiany róznicy depresji Ah, wielokanalowe rejestratory depresji 56, oraz buczki 35 i 43.Urzadzenie pomiarowo-sygnalizacyjne do zdalnej kontroli stanu wentylacji realizujace przedmiot wynalazku, podaje biezaco i zpiawia pogladowo na tablicy pomiarowej aktualna wartosci depresji w wezlach schematu kanonicznego wentylacji ko¬ palni, oraz informuje kompleksowo na tablicy sygnalizacyjnej o wystepujacych róznicach depresji miedzy punktami wezlowymi.Dzieki porównaniu tych wartosci ze soba i z usta¬ lonymi wczesniej granicznymi normalnymi war¬ tosciami depresji lub róznicy depresji, sluzba dyspo¬ zytorska kopalni moze bezzwlocznie wykrywac i lokalizowac zaklócenia w drogach wentylacyjnych, a takze podejmowac wlasciwe srodki dla ograni¬ czenia tych zaklócen, na przyklad przez zamknie¬ cie lub otwarcie odpowiednich tam wentylacyj¬ nych. Ma to ogromne znaczenie w wymienionych przypadkach awarii w kopalni i moze przyczynic sie do uratowania zycia ludzkiego lub majatku kopalni. PL PL