[go: up one dir, main page]

RU2574098C2 - System of automation of main fan installation - Google Patents

System of automation of main fan installation Download PDF

Info

Publication number
RU2574098C2
RU2574098C2 RU2014100104/03A RU2014100104A RU2574098C2 RU 2574098 C2 RU2574098 C2 RU 2574098C2 RU 2014100104/03 A RU2014100104/03 A RU 2014100104/03A RU 2014100104 A RU2014100104 A RU 2014100104A RU 2574098 C2 RU2574098 C2 RU 2574098C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
air
shaft
ventilation
underground
air supply
Prior art date
Application number
RU2014100104/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2014100104A (en
Inventor
Александр Викторович Николаев
Николай Иванович Алыменко
Алексей Михайлович Седунин
Виктор Александрович Николаев
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет"
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет"
Priority to RU2014100104/03A priority Critical patent/RU2574098C2/en
Publication of RU2014100104A publication Critical patent/RU2014100104A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2574098C2 publication Critical patent/RU2574098C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: heating.
SUBSTANCE: invention relates to the mining industry, in particular to the systems of automation of fan installations, and can be used to ensure safe, energy- and resource-saving ventilation of underground mining enterprises. The system of automation of the main fan installation (MFI) comprises a microcontroller unit (MCU) connected to the sensors monitoring air parameters involved in the process of ventilation, a setting device of MCU electric drive, and also air flow sensors mounted in the shaft insets of the air supply mine shafts. The air supply shaft located farther away from the ventilation shaft is equipped with a surface air conditioning device (ACD). The air supply shaft closer to the ventilation shaft is equipped with an underground ACD. Both ACDs are connected to the device of setting their cooling capacity. The evaporator of the underground ACD is located in the shaft inset of the air supply shaft closer to the ventilation shaft, and the condenser - in one of the main ventilation openings passing to the ventilation shaft. The MCU is made with the ability to supply control commands to the device of setting cooling capacity of the surface and underground ACD depending on the parameters of the external air.
EFFECT: enhanced functional capabilities by high-performance operation of the system in a warm season, taking into account the parameters of external air.
5 dwg

Description

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к системам автоматизации вентиляторных установок, и может быть использовано для обеспечения безопасного, энерго- и ресурсосберегающего проветривания подземных горнодобывающих предприятий глубиной до 500 м.The invention relates to the mining industry, in particular to automation systems for fan installations, and can be used to provide safe, energy and resource-saving ventilation of underground mining enterprises up to 500 m deep.

Известна система автоматизации главной вентиляторной установки (ГВУ), состоящая из рабочей станции диспетчера шахты и рабочей станции оператора ГВУ, соединенных между собой и с общим контроллером, связанным с контроллером вентиляционных агрегатов, к которым подключены посты местного управления, высоковольтные ячейки двигателей вентиляторов, пускатели вспомогательных механизмов, датчики температуры, датчики контроля состояния вспомогательных механизмов и счетчики электроэнергии, а также соединенным с постом местного управления общими механизмами, пускателем общих механизмов, датчиками параметров воздуха и датчиками контроля состояния общих механизмов (RU 59779 U1, 27.12.2006).A well-known automation system of the main fan installation (HLD), consisting of a workstation of the mine dispatcher and a workstation of the operator of the HLD, is interconnected and with a common controller connected to the controller of the ventilation units, to which are connected local control posts, high-voltage cells of fan motors, auxiliary starters mechanisms, temperature sensors, sensors for monitoring the status of auxiliary mechanisms and electricity meters, as well as connected to the local government office E mechanisms common actuator mechanisms, air parameters sensors and sensors monitoring the status general mechanisms (RU 59779 U1, 27.12.2006).

Однако известная система не позволяет учитывать общешахтную естественную тягу и не исключает вероятность возникновения «воздушных пробок» в воздухоподающих стволах шахты, что снижает ее кпд, энергоэффективность и не обеспечивает требуемые правилами безопасности условия проветривания.However, the known system does not allow to take into account general mine natural draft and does not exclude the likelihood of "air jams" in the air supply shafts of the mine, which reduces its efficiency, energy efficiency and does not provide the ventilation conditions required by safety rules.

Наиболее близкой к заявляемой является система автоматизации главной вентиляторной установки (RU 131083 U1, опубл. 10.08.2013), включающая микроконтроллерный блок (МКБ), связанный с датчиками контроля параметров воздуха, участвующего в процессе проветривания, а также калориферные установки с возможностью изменения их теплопроизводительности и задающее устройство электропривода ГВУ. Датчиками контроля параметров воздуха служат датчики температуры и давления (либо плотномеры), а также датчики расхода воздуха, причем указанные датчики установлены в околоствольных дворах воздухоподающих стволов рудника, в месте пересечения главных вентиляционных выработок с вентиляционным стволом, в канале ГВУ, в калориферных каналах рудника и связаны с МКБ интерфейсами связи, при этом МКБ включает модуль ввода, связанный с датчиками температуры и давления, модуль вывода, соединенный с задающим устройством электропривода ГВУ, а также модуль ввода, связанный с датчиками расхода воздуха, модуль вывода, соединенный с механизмами изменения теплопроизводительности калориферных установок. МКБ выполнен с возможностью опроса датчиков, расчета средней плотности столбов воздуха в воздухоподающих и вентиляционном стволах рудника, абсолютного значения тепловых депрессий, действующих между стволами рудника и общешахтной естественной тяги, а также подачи управляющих команд на задающее устройство электропривода ГВУ и механизмы изменения теплопроизводительности калориферных установок.Closest to the claimed one is the automation system of the main fan installation (RU 131083 U1, publ. 08/10/2013), including a microcontroller unit (ICB) associated with sensors for monitoring the parameters of the air involved in the ventilation process, as well as air-conditioning units with the possibility of changing their heat output and the driver of the electric drive HLG. Sensors for monitoring air parameters are temperature and pressure sensors (or densitometers), as well as air flow sensors, moreover, these sensors are installed in the near-barrel yards of the mine’s air supply trunks, at the intersection of the main ventilation workings with the ventilation shaft, in the HLG channel, in the mine air channels connected with the ICD by communication interfaces, while the ICD includes an input module associated with temperature and pressure sensors, an output module connected to a driver of the HLD electric drive, as well as input module associated with air flow sensors, output module connected to the mechanisms of change in heat output of air heater installations. The ICD is capable of interrogating sensors, calculating the average density of air columns in the mine’s air supply and ventilation shafts, the absolute value of the thermal depressions between the mine shafts and the mine’s natural mine draft, as well as supplying control commands to the HVD drive unit and mechanisms for changing the heat output of air-conditioning units.

Однако известная система предполагает автоматизировать процесс управления ГВУ только в холодное время года, т.е. при работе шахтных калориферных установок.However, the known system involves automating the control process of the HLG only in the cold season, i.e. at work of mine calorifer installations.

Технический результат - расширение функциональных возможностей за счет высокоэффективной работы системы в теплое время года с учетом параметров наружного воздуха.The technical result is the expansion of functionality due to the highly efficient operation of the system in the warm season, taking into account the parameters of the outdoor air.

Технический результат достигается за счет того, что в системе автоматизации главной вентиляторной установки (ГВУ), включающей микроконтроллерный блок (МКБ), связанный с датчиками контроля параметров воздуха, участвующего в процессе проветривания, задающее устройство электропривода ГВУ, а также датчики расхода воздуха, установленные в околоствольных дворах воздухоподающих стволов рудника, согласно формуле воздухоподающий ствол, расположенный дальше от вентиляционного ствола, снабжен поверхностным устройством кондиционирования воздуха (УКВ), а воздухоподающий ствол, ближний к вентиляционному стволу, снабжен подземным УКВ, оба УКВ связаны с устройством задания их хладопроизводительности, причем испаритель подземной УКВ расположен в околоствольном дворе воздухоподающего ствола, ближнего к вентиляционному стволу, а конденсатор - в одной из главных вентиляционных выработок, подходящих к вентиляционному стволу, при этом МКБ выполнен с возможностью подачи управляющих команд на устройство задания хладопроизводительности поверхностной и подземной УКВ в зависимости от параметров наружного воздуха.The technical result is achieved due to the fact that in the automation system of the main fan installation (HLD), which includes a microcontroller unit (ICD), connected to the sensors for monitoring the parameters of the air involved in the ventilation process, the master device for the electric drive of the HLD, as well as air flow sensors installed in according to the formula, the air-supplying barrel located further from the ventilation shaft is equipped with a surface air conditioning device ha (VHF), and the air supply shaft closest to the ventilation shaft is equipped with an underground VHF, both VHFs are associated with a device for setting their refrigerating capacity, and the underground VHF evaporator is located in the near-barrel yard of the air supply shaft closest to the ventilation shaft, and the condenser is in one of the main ventilation openings suitable for the ventilation shaft, while the ICD is configured to supply control commands to the device for setting the refrigerating capacity of the surface and underground VHF depending on outside air parameters.

В зависимости от параметров наружного воздуха (температуры, атмосферного давления, относительной влажности и т.д.), определяемых датчиками, а также от объема воздуха, необходимого для проветривания рудника (Qш) и поверхностных утечек (Qут), МКБ имеет возможность управлять режимами работы поверхностной и подземной УКВ, т.е. их хладопроизводительностью, которая регулируется устройством задания хладопроизводительности поверхностной и подземной УКВ. За счет охлаждения воздуха в испарителях обоих УКВ, а также изменения температуры исходящей струи воздуха, в которую поступает нагретый воздух, будет увеличиваться значение общерудничной естественной тяги и объем воздуха, поступающего в рудник. Заявляемая система автоматизации, изменяя режим работы ГВУ при помощи МКБ и задающего устройства электропривода ГВУ, снижает объем воздуха, подаваемого в рудник (Qш) до требуемого, тем самым обеспечивая высокую эффективность работы системы в теплое время года с учетом параметров наружного воздуха.Depending on the parameters of the outdoor air (temperature, atmospheric pressure, relative humidity, etc.) determined by the sensors, as well as on the volume of air needed to ventilate the mine (Q w ) and surface leaks (Q ut ), the ICD can control operating modes of surface and underground VHF, i.e. their refrigerating capacity, which is regulated by the device for setting the refrigerating capacity of surface and underground VHF. Due to air cooling in the evaporators of both VHFs, as well as changes in the temperature of the outgoing air stream into which the heated air enters, the value of general natural draft and the volume of air entering the mine will increase. The inventive automation system, changing the mode of operation of the HLD with the help of the ICD and the driver of the electric drive of the HLD, reduces the amount of air supplied to the mine (Q Ш ) to the required, thereby ensuring high system efficiency in the warm season, taking into account the parameters of the outdoor air.

Система иллюстрируется следующим образом.The system is illustrated as follows.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема автоматизации ГВУ, на фиг. 2 показана схема проветривания неглубокого рудника. На фиг. 3, 4 представлена схема расположения датчиков в воздухоподающих стволах, а на фиг. 5 - расположение датчиков в вентиляционном стволе. Фиг. 6 представляет собой схему расположения элементов обоих УКВ в заявляемой системе.In FIG. 1 is a schematic diagram of the automation of the HLG, in FIG. 2 shows a ventilation scheme of a shallow mine. In FIG. 3, 4 show the arrangement of sensors in the air supply trunks, and in FIG. 5 - the location of the sensors in the ventilation shaft. FIG. 6 is a layout of the elements of both VHF in the inventive system.

1 - воздухоподающий ствол, расположенный дальше от вентиляционного ствола;1 - air supply barrel located further from the ventilation shaft;

2 - воздухоподающий ствол, расположенный ближе к вентиляционному стволу;2 - air supply barrel located closer to the ventilation shaft;

3 - вентиляционный ствол;3 - a ventilation trunk;

4 - трубопровод с хладоносителем;4 - pipeline with a coolant;

5 - подземная часть рудника;5 - underground part of the mine;

6 - главная вентиляторная установка (ГВУ);6 - main fan installation (HLG);

7 - 1-я главная вентиляционная выработка, подходящая к вентиляционному стволу 3;7 - 1st main ventilation opening, suitable for ventilation shaft 3;

8 - 2-я главная вентиляционная выработка, подходящая к вентиляционному стволу 3;8 - 2nd main ventilation opening, suitable for ventilation shaft 3;

9 - охлаждаемый воздух;9 - cooled air;

10 - охлажденный воздух;10 - chilled air;

11 - исходящая струя воздуха;11 - outgoing stream of air;

12 - надшахтное здание воздухоподающего ствола 1;12 - super mine building air supply barrel 1;

13 - надшахтное здание воздухоподающего ствола 2;13 - super mine building air supply barrel 2;

14 - испаритель поверхностной УКВ;14 - evaporator surface VHF;

15 - испаритель подземной УКВ;15 - evaporator underground VHF;

16 - конденсатор поверхностной УКВ;16 - surface VHF capacitor;

17 - конденсатор подземной УКВ;17 - underground VHF capacitor;

18 - надшахтное здание вентиляционного ствола 3;18 - super mine building ventilation shaft 3;

19 - наружный воздух, подсасываемый через надшахтное здание;19 - outdoor air drawn in through the mine building;

20 - калориферный канал;20 - air heater channel;

21 - воздух, охлажденный в поверхностной УКВ;21 - air cooled in a surface VHF;

22 - воздух, нагретый в конденсаторе 16;22 - air heated in the condenser 16;

23 - воздух, нагретый в конденсаторе 17;23 - air heated in the condenser 17;

24 - датчики температуры и давления (или плотномеры);24 - temperature and pressure sensors (or densitometers);

25 - датчик расхода воздуха;25 - air flow sensor;

26 - околоствольный двор воздухоподающего ствола 1;26 - near-barrel yard of the air supply barrel 1;

27 - здание калориферной установки;27 - building air heater;

28 - околоствольный двор воздухоподающего ствола 2;28 - near-barrel yard of the air supply barrel 2;

29 - канал ГВУ;29 - channel HLG;

30 - МКБ;30 - ICD;

31 - устройство задания хладопроизводительности поверхностной и подземной УКВ;31 - device for setting the refrigerating capacity of surface and underground VHF;

32 - задающее устройство электропривода;32 - the driver of the electric drive;

33 - электропривод ГВУ;33 - electric HLD;

34 - регулирующий вентиль;34 - control valve;

35 - нагнетательный вентилятор;35 - discharge fan;

36 - теплообменники испарителя 15;36 - heat exchangers of the evaporator 15;

37 - теплообменники конденсатора 17;37 - heat exchangers of the condenser 17;

38 - охлаждающий вентилятор;38 - cooling fan;

39 - компрессор конденсатора 17;39 - compressor of the condenser 17;

40 - 1-й модуль ввода МКБ;40 - 1st ICD input module;

41 - 1-й модуль вывода МКБ;41 - 1st ICD output module;

42 - 2-й модуль ввода МКБ;42 - 2nd module input ICD;

43 - 2-й модуль вывода МКБ;43 - 2nd module output ICD;

44 - автоматизированное рабочее место (АРМ) оператора;44 - automated workstation (AWP) of the operator;

45 - датчики параметров наружного воздуха (температура, давление, относительная влажность и т.д.)45 - outdoor air parameters sensors (temperature, pressure, relative humidity, etc.)

В рудник по воздухоподающим стволам 1 и 2 за счет разрежения, создаваемого ГВУ 6, поступает наружный воздух, далее - в подземную часть рудника 5 и после проветривания всех рабочих зон подземной части рудника 5 выдается через вентиляционный ствол 3 и канал ГВУ 29 на поверхность. В теплое время года в неглубоких рудниках (500 м и менее) происходит конденсация влаги на стенках горного массива. В результате чего, например, в соленых рудниках образуются растворы солей (электролиты), которые выводят из строя электрооборудование, разрушают покрытие дорог, ведут к затоплению выработок и уменьшают несущую способность целиков. Оборудование неглубоких рудников установками кондиционирования позволит избежать таких негативных последствий.Outside air enters the mine through the air supply trunks 1 and 2 due to the rarefaction created by the HLG 6, then into the underground part of the mine 5 and after ventilating all the working areas of the underground part of the mine 5 it is discharged through the ventilation shaft 3 and the channel of the HLD 29 to the surface. In the warm season, in shallow mines (500 m or less), moisture condensation occurs on the walls of the massif. As a result of which, for example, salt solutions (electrolytes) are formed in salt mines, which disable electrical equipment, destroy road surfaces, lead to flooding of workings and reduce the bearing capacity of pillars. Equipping shallow mines with air conditioning units will avoid such negative consequences.

Основная часть воздуха в воздухоподающие стволы 1 и 2 подается через калориферный канал 20, а часть подсасывается через надшахтные здания 12 и 13 за счет общешахтной депрессии, создаваемой ГВУ 6. На воздухоподающем стволе 1 располагается испаритель поверхностной УКВ 14. Охлаждаемый воздух 9 за счет общешахтной депрессии, создаваемой ГВУ 6, а также за счет работы нагнетательных вентиляторов 35 поступает в теплообменники испарителя 36, где он охлаждается, и через калориферный канал 20 после смешения с воздухом 19, подсасываемым через надшахтное здание 12, поступает в воздухоподающий ствол 1.The main part of the air in the air supply trunks 1 and 2 is supplied through the air duct 20, and the part is sucked in through the shaft buildings 12 and 13 due to the shaft depression created by the HLV 6. On the air supply barrel 1 there is a surface VHF evaporator 14. Cooled air 9 due to the shaft depression created by HLG 6, and also due to the operation of pressure fans 35, enters the heat exchangers of the evaporator 36, where it is cooled, and through the air duct 20 after mixing with air 19, sucked through the mine building 12 is supplied to the air supply shaft 1.

Хладопроизводительность испарителя должна быть такой, чтобы температура и влагосодержание воздуха 10, поступающего в воздухоподающий ствол 1, после смешения потоков воздуха 21 и 19 поддерживались на уровне, при котором влага в руднике выпадать не будет либо будет выпадать в значительно меньшем объеме. Охлажденный воздух 10 поступает в околоствольный двор 26 воздухоподающего ствола 1, где он за счет барометрического давления, создаваемого столбом воздуха в стволе, нагревается. Следуя по горным выработкам подземной части рудника 5, воздух вновь охлаждается до температуры горных пород. В связи с тем, что воздух охлаждается в испарителе 14 поверхностной УКВ до температуры, при которой происходит его осушение, влага в руднике выпадать не будет либо будет выпадать в значительно меньшем объеме.The refrigerating capacity of the evaporator should be such that the temperature and moisture content of the air 10 entering the air supply barrel 1, after mixing the air flows 21 and 19, are maintained at a level at which moisture in the mine will not fall out or will fall out in a much smaller volume. The cooled air 10 enters the borehole 26 of the air supply barrel 1, where it is heated due to the barometric pressure created by the column of air in the barrel. Following the mine workings of the underground part of mine 5, the air is again cooled to the temperature of the rocks. Due to the fact that the air is cooled in the evaporator 14 of the surface VHF to the temperature at which it is drained, the moisture in the mine will not fall out or will fall out in a much smaller volume.

В воздухоподающий ствол 2 охлаждаемый воздух поступает через здание калориферной установки 27, теплообменники которой в теплое время года отключены, по калориферному каналу 20 и через надшахтное здание 13. Далее охлаждаемый воздух 9 поступает в испаритель 15 подземной УКВ, который располагается в околоствольном дворе 28 воздухоподающего ствола 2. В испарителе 15 подземной УКВ воздух 10 охлаждается и поступает в подземную часть рудника 5.Cooled air enters the air supply barrel 2 through the building of the air-heating unit 27, the heat exchangers of which are switched off during the warm season, through the air-heating channel 20 and through the mine building 13. Next, the cooled air 9 enters the evaporator 15 of the underground VHF, which is located in the borehole 28 of the air-supply barrel 2. In the evaporator 15 of the underground VHF air 10 is cooled and enters the underground part of the mine 5.

Согласно ЕПБ (Единые правила безопасности при разработке рудных, нерудных и россыпных месторождений полезных ископаемых подземным способом (ПБ 03-553-03). Серия 03. Вып. 33 / ГУП «НТЦ по безопасности в промышленности Госгортехнадзора России». М., 2003) для каждого горнодобывающего предприятия устанавливается требуемый объем наружного воздуха, который необходимо в него подавать (Qш). В зависимости от утечек воздуха (Qут) определяют производительность ГВУ 6 (QВ). Кроме поверхностных утечек воздуха производительность ГВУ 6 будет зависеть от величины тепловых депрессий, действующих между стволами 1, 2 и 3 (hei), и общешахтной естественной тяги he.According to the EPB (Unified Safety Rules for the Development of Ore, Non-Metallic and Alluvial Mineral Deposits by the Underground Method (ПБ 03-553-03). Series 03. Issue 33 / GUP “Scientific and Technical Center for Safety in Industry of the Gosgortekhnadzor of Russia. M., 2003) for each mining enterprise, the required volume of outdoor air is set, which must be supplied to it (Q W ). Depending on air leaks (Q ut ) determine the performance of the HLG 6 (Q V ). In addition to surface air leaks, the performance of the HLG 6 will depend on the magnitude of the thermal depressions acting between the trunks 1, 2 and 3 (h ei ), and the common mine draft h e .

Величина и направление тепловых депрессий (hei), действующих между стволами 1, 2 и 3, зависит от средних значений температуры и давления (средних плотностей) воздуха в стволах. Система, в которой охлаждение воздуха производится на поверхности воздухоподающего ствола 1 и в околоствольном дворе 28 воздухоподающего ствола 2, способствует возникновению положительных тепловых депрессий (hei) и общерудничной естественной тяги (he).The magnitude and direction of thermal depressions (h ei ) between the trunks 1, 2 and 3 depends on the average temperature and pressure (average density) of air in the trunks. A system in which air is cooled on the surface of the air supply barrel 1 and in the borehole 28 of the air supply shaft 2 contributes to the occurrence of positive heat depressions (h ei ) and general natural draft (h e ).

С помощью нагнетательных вентиляторов 35 охлаждаемый воздух 9 подают в теплообменники 36. Система из нагнетательного вентилятора 35 и теплообменников 36 представляет собой испаритель 14 поверхностной УКВ. В теплообменниках 36 воздух 9 охлаждается за счет теплообмена с хладоносителем, циркулирующим в трубопроводе 4. В качестве хладоносителя может использоваться, например, фреон или аммиак.Using pressure fans 35, cooled air 9 is supplied to heat exchangers 36. The system of pressure fan 35 and heat exchangers 36 is an evaporator VHF surface 14. In heat exchangers 36, air 9 is cooled by heat exchange with a coolant circulating in the conduit 4. As a coolant, for example, freon or ammonia can be used.

В испарителе 14 хладоноситель кипит за счет тепла, отнимаемого от охлаждаемого воздуха 9. Далее по трубопроводу 4 хладоноситель в газообразном состоянии поступает в компрессор 39 конденсатора 16 поверхностной УКВ, где он сжимается. Сжатие сопровождается соответствующим повышением температуры. В теплообменниках 37 конденсатора 16 хладоноситель охлаждается до температуры насыщения и, конденсируясь, переходит в жидкое состояние. Тепло нагрева и конденсации отводится охлаждающей средой за счет охлаждающих вентиляторов 38. Для регулирования давления хладоносителя в трубопроводе 4 предназначен регулирующий вентиль 34.In the evaporator 14, the coolant boils due to the heat taken from the cooled air 9. Then, through the pipe 4, the coolant in a gaseous state enters the compressor 39 of the surface-VHF condenser 16, where it is compressed. Compression is accompanied by a corresponding increase in temperature. In the heat exchangers 37 of the condenser 16, the coolant is cooled to a saturation temperature and, condensing, passes into a liquid state. The heat of heating and condensation is removed by the cooling medium due to cooling fans 38. For regulating the pressure of the coolant in the pipe 4, a control valve 34 is intended.

При изменении положения регулирующего вентиля 34 меняется величина давления хладоносителя в трубопроводе 4, тем самым регулируется хладопроизводительность поверхностной УКВ. Аналогичным образом работает испаритель 15 и конденсатор 17 подземной УКВ. Также давление хладоносителя в трубопроводе 4 можно регулировать за счет работы компрессора 39.When changing the position of the control valve 34, the pressure of the coolant in the pipeline 4 changes, thereby regulating the refrigerating capacity of the surface VHF. Similarly, the evaporator 15 and the condenser 17 of the underground VHF work. Also, the pressure of the refrigerant in the pipe 4 can be adjusted due to the operation of the compressor 39.

Теплый воздух 23, нагретый в конденсаторе 17 подземной УКВ, выбрасывается в исходящую по вентиляционному стволу 3 струю воздуха 11, повышая ее температуру. За счет повышения температуры воздуха 11, выбрасываемого по вентиляционному стволу 3, увеличивается значение положительной общерудничной естественной тяги.Warm air 23, heated in the condenser 17 of the underground VHF, is discharged into the stream of air 11 that flows through the ventilation shaft 3, increasing its temperature. Due to the increase in temperature of the air 11 discharged through the ventilation shaft 3, the value of positive all-employee natural draft increases.

В случае небольшой глубины рудника (до 500 м) в одной из главных вентиляционных выработок, например 8, подходящих к вентиляционному стволу 3, может быть размещен конденсатор 16 поверхностной УКВ, который будет выбрасывать в вентиляционный ствол 3 нагретый в процессе работы конденсатора 16 поверхностной УКВ поток воздуха 22. В этом случае будет наблюдаться дополнительный положительный эффект, заключающийся в повышении величины общерудничной естественной тяги.In the case of a small depth of the mine (up to 500 m), in one of the main ventilation openings, for example 8, suitable for the ventilation shaft 3, a surface VHF condenser 16 can be placed, which will discharge into the ventilation shaft 3 a surface VHF stream heated during the operation of the condenser 16 air 22. In this case, there will be an additional positive effect, which consists in increasing the value of general natural draft.

Работу всех устройств контролирует МКБ 30, который включает 1-й модуль ввода 40, связанный с датчиками температуры и давления (плотномерами) 24 и с датчиками параметров наружного воздуха 45, 1-й модуль вывода 41, соединенный с задающим устройством 32 электропривода 33 ГВУ 6, а также 2-й модуль ввода 42, связанный с датчиками расхода воздуха 25 и 2-й модуль вывода 43, соединенный с устройством задания хладопроизводительности УКВ 31.The operation of all devices is controlled by the ICD 30, which includes the 1st input module 40, connected to temperature and pressure sensors (densitometers) 24 and to the outdoor air parameters sensors 45, the 1st output module 41, connected to the driver 32 of the electric drive 33 of the HLG 6 as well as the 2nd input module 42, connected to the air flow sensors 25 and the 2nd output module 43, connected to the device for setting the refrigerating capacity of VHF 31.

МКБ 30 имеет возможность опроса датчиков 24, 25,45, расчета средней плотности столбов воздуха в стволах 1, 2 и 3, абсолютного значения тепловых депрессий, действующих между стволами рудника и общерудничной естественной тяги, а также подачи управляющих команд на задающее устройство 32 электропривода 33 ГВУ 6 и устройства управления хладопроизводительностью УКВ 31.ICD 30 has the ability to interrogate sensors 24, 25,45, calculate the average density of air columns in the shafts 1, 2 and 3, the absolute value of the thermal depressions between the mine shafts and general natural draft, and also supply control commands to the driver 32 of the electric drive 33 HLG 6 and refrigeration control devices VHF 31.

Задающее устройство 32 электропривода 33 ГВУ 6 выполнено с возможностью регулирования скорости вращения вала вентилятора ГВУ 6 или/и изменения угла установки лопаток осевого направляющего аппарата (не показаны).The driver 32 of the electric drive 33 of the HVAC 6 is configured to control the rotational speed of the fan shaft of the HVAC 6 or / and to change the angle of installation of the blades of the axial guide vanes (not shown).

МКБ 30 связан с автоматизированным рабочим местом (АРМ) 44 с возможностью контроля работы системы и процесса проветривания. На АРМ 44 в случае возникновения нештатной ситуации поступает сигнал аварийной сигнализации, согласно которому диспетчер АРМа предпринимает меры для безостановочной работы ГВУ и УКВ.ICD 30 is associated with a workstation (AWS) 44 with the ability to control the operation of the system and the ventilation process. In case of emergency, an alarm signal is sent to AWP 44, according to which the dispatcher of the AWP takes measures for the non-stop operation of the HLG and VHF.

Хладопроизводительность УКВ регулируется устройством 31 за счет изменения положения регулирующих вентилей 34, работы компрессоров 39 и нагнетательных вентиляторов 35 и 38 (поверхностной и подземной УКВ).The VHF refrigerating capacity is regulated by the device 31 due to a change in the position of the control valves 34, the operation of the compressors 39 and the discharge fans 35 and 38 (surface and underground VHF).

Система работает следующим образом.The system operates as follows.

В зависимости от параметров наружного воздуха (температуры, атмосферного давления, относительной влажности и т.д.), определяемых датчиками 45, а также от объема воздуха, необходимого для проветривания рудника (Qш) и поверхностных утечек (Qут), МКБ 30 задает режим работы поверхностной и подземной УКВ, т.е. их хладопроизводительности, которые регулируются устройством 31. За счет охлаждения воздуха в испарителях 14 и 15 УКВ, а также изменения температуры исходящей струи воздуха 11, в которую поступает нагретый воздух 22, увеличивается значение общерудничной естественной тяги и, следовательно, объем воздуха, поступающего в рудник.Depending on the parameters of the outdoor air (temperature, atmospheric pressure, relative humidity, etc.) determined by the sensors 45, as well as on the volume of air required for ventilation of the mine (Q w ) and surface leaks (Q ut ), ICD 30 sets operating mode of surface and underground VHF, i.e. their refrigerating capacities, which are regulated by the device 31. Due to the cooling of the air in the VHF evaporators 14 and 15, as well as changes in the temperature of the outgoing air stream 11 into which the heated air 22 enters, the value of general natural draft and, therefore, the volume of air entering the mine increases .

Регулирование хладопроизводительности поверхностной и подземной УКВ с учетом действия тепловых депрессий, действующих между стволами (hei), позволит избежать возникновения в стволах «воздушных пробок».Regulation of the refrigerating capacity of the surface and underground VHF taking into account the effect of thermal depressions acting between the trunks (h ei ) will allow avoiding the occurrence of “air jams” in the trunks.

Система автоматизации, изменив режим работы ГВУ 6 за счет задающего устройства 32, изменяет производительность ГВУ 6 (Qв) до требуемой. При этом за счет действия положительной общерудничной естественной тяги (he) в рудник будет поступать требуемый объем воздуха (Qш), что повысит энергоэффективность проветривания и воздухоподготовки и обеспечит расширение функциональных возможностей за счет высокоэффективной работы системы в теплое время года с учетом параметров наружного воздуха.Automation system, changing the operating mode HLG 6 due to the driving device 32, modifies the performance HLG 6 (Q in) to the desired. Thus through the action of a positive obscherudnichnoy natural draft (h e) the mine will flow the required amount of air (Q u), which will increase the energy efficiency of ventilation and air handling and provide expansion capability due to high performance of the system during the warm season with the outdoor air parameters .

Claims (1)

Система автоматизации главной вентиляторной установки (ГВУ), включающая микроконтроллерный блок (МКБ), связанный с датчиками контроля параметров воздуха, участвующего в процессе проветривания, задающее устройство электропривода ГВУ, а также датчики расхода воздуха, установленные в околоствольных дворах воздухоподающих стволов рудника, отличающаяся тем, что воздухоподающий ствол, расположенный дальше от вентиляционного ствола, снабжен поверхностным устройством кондиционирования воздуха (УКВ), а воздухоподающий ствол, ближний к вентиляционному стволу, снабжен подземным УКВ, оба УКВ связаны с устройством задания их хладопроизводительности, причем испаритель подземной УКВ расположен в околоствольном дворе воздухоподающего ствола, ближнего к вентиляционному стволу, а конденсатор - в одной из главных вентиляционных выработок, подходящих к вентиляционному стволу, при этом МКБ выполнен с возможностью подачи управляющих команд на устройство задания хладопроизводительности поверхностной и подземной УКВ в зависимости от параметров наружного воздуха. Automation system of the main fan installation (HLD), including a microcontroller unit (ICD), connected with sensors for monitoring the parameters of the air involved in the ventilation process, setting the device for the electric drive of the HLD, as well as air flow sensors installed in the boreholes of the mine’s air supply trunks, characterized in that the air supply barrel located further from the ventilation shaft is equipped with a surface air conditioning device (VHF), and the air supply shaft closest to the valve the underground shaft is equipped with an underground VHF, both VHFs are associated with a device for setting their refrigerating capacity, and the underground VHF evaporator is located in the near-barrel yard of the air supply barrel closest to the ventilation shaft, and the condenser is located in one of the main ventilation openings suitable for the ventilation shaft, while made with the possibility of submitting control commands to the device for setting the refrigerating capacity of surface and underground VHF depending on the parameters of the outdoor air.
RU2014100104/03A 2014-01-09 System of automation of main fan installation RU2574098C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014100104/03A RU2574098C2 (en) 2014-01-09 System of automation of main fan installation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014100104/03A RU2574098C2 (en) 2014-01-09 System of automation of main fan installation

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2014100104A RU2014100104A (en) 2015-11-10
RU2574098C2 true RU2574098C2 (en) 2016-02-10

Family

ID=

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2642893C1 (en) * 2016-08-24 2018-01-29 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Пермский федеральный исследовательский центр Уральского отделения Российской академии наук (ПФИЦ УрО РАН) System for oil mine sloping unit inspection
RU2653206C1 (en) * 2017-03-20 2018-05-07 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Пермский федеральный исследовательский центр Уральского отделения Российской академии наук (ПФИЦ УрО РАН) System of automation of the main fan installation
RU2828995C1 (en) * 2024-05-06 2024-10-22 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) Method and device for air conditioning and cooling of process media of equipment in mining by underground method

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU976100A1 (en) * 1981-01-12 1982-11-23 Днепропетровский инженерно-строительный институт Mine air conditioning system
SU985316A1 (en) * 1981-07-29 1982-12-30 Днепропетровский инженерно-строительный институт Arrangement for heating the shaft and cooling the mine workings
SU1476244A1 (en) * 1985-05-05 1989-04-30 Днепропетровский Государственный Проектный Институт "Днепрогипрошахт" Mine air conditioner
US5269660A (en) * 1990-07-02 1993-12-14 Compagnie Generale Des Matieres Nucleaires Method and an installation for adjusting the flow rate of air in a network of ducts
UA11422A1 (en) * 1987-05-22 1996-12-25 Державний Макіївський Науково-Дослідний Інститут По Безпеці Робіт В Гірничій Промисловості (Макнді) Appliance for control of thermal mode of deep mines and pits
RU59779U1 (en) * 2006-06-08 2006-12-27 Закрытое акционерное общество "Новокузнецкое шахтостроймонтажное управление №6" FAN AUTOMATION SYSTEM
RU131083U1 (en) * 2013-03-19 2013-08-10 Закрытое акционерное общество "Энергосервис" MAIN FAN INSTALLATION AUTOMATION SYSTEM

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU976100A1 (en) * 1981-01-12 1982-11-23 Днепропетровский инженерно-строительный институт Mine air conditioning system
SU985316A1 (en) * 1981-07-29 1982-12-30 Днепропетровский инженерно-строительный институт Arrangement for heating the shaft and cooling the mine workings
SU1476244A1 (en) * 1985-05-05 1989-04-30 Днепропетровский Государственный Проектный Институт "Днепрогипрошахт" Mine air conditioner
UA11422A1 (en) * 1987-05-22 1996-12-25 Державний Макіївський Науково-Дослідний Інститут По Безпеці Робіт В Гірничій Промисловості (Макнді) Appliance for control of thermal mode of deep mines and pits
US5269660A (en) * 1990-07-02 1993-12-14 Compagnie Generale Des Matieres Nucleaires Method and an installation for adjusting the flow rate of air in a network of ducts
RU59779U1 (en) * 2006-06-08 2006-12-27 Закрытое акционерное общество "Новокузнецкое шахтостроймонтажное управление №6" FAN AUTOMATION SYSTEM
RU131083U1 (en) * 2013-03-19 2013-08-10 Закрытое акционерное общество "Энергосервис" MAIN FAN INSTALLATION AUTOMATION SYSTEM

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2642893C1 (en) * 2016-08-24 2018-01-29 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Пермский федеральный исследовательский центр Уральского отделения Российской академии наук (ПФИЦ УрО РАН) System for oil mine sloping unit inspection
RU2642893C9 (en) * 2016-08-24 2018-04-11 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Пермский федеральный исследовательский центр Уральского отделения Российской академии наук (ПФИЦ УрО РАН) System for oil mine sloping unit inspection
RU2653206C1 (en) * 2017-03-20 2018-05-07 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Пермский федеральный исследовательский центр Уральского отделения Российской академии наук (ПФИЦ УрО РАН) System of automation of the main fan installation
RU2828995C1 (en) * 2024-05-06 2024-10-22 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) Method and device for air conditioning and cooling of process media of equipment in mining by underground method
RU2830951C1 (en) * 2024-05-24 2024-11-26 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования Сибирский федеральный университет Ventilation system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103075768B (en) Thermostatic and humidistatic air conditioning unit group and control method
KR101321979B1 (en) Water Cooling type Air Conditioning Apparatus Using Cooling Water
CN102563824B (en) Air-conditioning device with uniform temperature difference of exhaust gas and external heat exchanger
CN202204076U (en) Heat recovery type air conditioning cabinet suitable for animal room
KR101456446B1 (en) plume and power reduction high-efficiency counter flow cooling tower and control method thereof
CN101089366A (en) Deep mining mine cooling device
CN104197446A (en) Dynamic double-cold-source pre-cooling energy-saving air conditioning system
CN108224574A (en) A kind of heat pipe heat system with evaporating type condensing
CN107477897A (en) A kind of computer-room air conditioning system and its control method
CN103410549B (en) Utilize the System and method for that residual heat of electric power plant is lowered the temperature for mine ventilation
KR101627775B1 (en) Plume abatement counterflow cooling tower having a divided cooling section and method for controlling the same
CN202544899U (en) Mining anti-explosion ice storage air-conditioning device
CN206514574U (en) A kind of data center's refrigeration system
CN104848379A (en) Air compressor heat recycling and water chilling unit combined refrigerating and heating system
CN108050719A (en) A kind of Cooling System and its control method based on differential thermal calculation refrigerated medium pump ability
CN105444380A (en) Cold water system
CN102022788A (en) Combined cooling air-conditioning system of indirect evaporation chiller and mechanical refrigeration chiller
CN204128072U (en) Room conditioning
KR101844581B1 (en) Heat source integrated air conditioner
RU2574098C2 (en) System of automation of main fan installation
CN102563797B (en) Full-ventilation temperature and humidity independent control system for deeply-buried hydraulic power station underground power house
RU140553U1 (en) DEEP MINE VENTILATION SYSTEM
CN203349567U (en) Refrigeration system and refrigeration equipment comprising refrigeration system
CN107806675B (en) Four-season type air-cooled dehumidification system and control method thereof
CN206113391U (en) Cold chain heat recovery refrigerating system