ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ ВЕДЕНИЯ ГОРНЫХ РАБОТ В СОВРЕМЕННЫХ УСЛОВИЯХ ДОБЫЧИ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

Аннотация

Современные условия добычи полезных ископаемых характеризуются усложне- нием горно-геологических и горнотехнических условий, что является фактором сниже- ния уровня рентабельности горнодобывающих предприятий, а также приводит к увели- чению сложности процесса обеспечения промышленной безопасности. Анализ аварийных случаев и случаев производственного травматизма показыва- ет превалирующую роль человеческого фактора среди причин возникновения данных ситуаций. Однако более детальное рассмотрение причин позволяет сделать вывод, что ошибки, совершаемые персоналом, происходят в условиях дефицита информации. Наиболее эффективным средством борьбы с травматизмом и аварийными ситуа- циями в описываемых условиях является автоматизация производственных процессов, одним из важнейших среди которых в горном деле является вентиляция. Наличие средств автоматизации позволяет с одной стороны, возложить часть функции управле- ния процессами на систему управления, а с другой стороны - увеличить объем посту- пающей информации об объектах и процессах в реальном времени. Важным процессом в развитии направления автоматизации является постепен- ный пересмотр требований промышленной безопасности: снижение величины техниче- ского запаса, являвшегося основным инструментом систем безопасности прошлого, в пользу внедрения средств автоматического мониторинга и управления технологиче- скими процессами. Отделом аэрологии и теплофизики Горного института УрО РАН разработаны теоретические основы системы интеллектуального мониторинга параметров рудничной атмосферы [1, 2, 3, 4]. Разработанные принципы вошли в основу системы аэрогазоди- намической безопасности, испытания которой произведены на руднике 4 РУ ОАО «Бе- ларуськалий». На рисунке 1 представлена принципиальная схема размещения измерительного оборудования системы аэрогазодинамической безопасности в рамках столба лавы руд- ника. Для испытаний системы выбран участок рудничного поля, на котором проявляют себя следующие вредные факторы рудничной атмосферы: - повышенные температуры воздуха вследствие значительной глубины залегания промышленных пластов и концентрации горного оборудования, являющегося мощным источником тепловыделения; - горючие газы, образующиеся в результате разрушения массива при ведении гор- ных работ, а также в результате оседания пород кровли в выработанном про- странстве лавы. Датчики скорости и температуры воздуха, расположенные в районе выработок главного направления, позволяют контролировать количество и температуру посту- пающего воздуха на участок, а также расход исходящей струи. Указанные датчики объ- единены в автоматизированную замерную станцию (АЗС) №1. Непосредственно в рабочей зоне лавы располагается АЗС №2, включающая дат- чики скорости воздуха, температуры и концентрации горючих газов. 254 ----------------------- Page 255----------------------- Рис. 1. Принципиальная схема системы аэрогазодинамической безопасности в условиях рудника 4 РУ ОАО «Беларуськалий» Расчетным ядром системы аэрогазодинамической безопасности является анали- тический комплекс «АэроСеть» [5]. Данные, получаемые с АЗС, в реальном времени вносятся в качестве исходных величин в математическую модель вентиляционной сети участка. Это позволяет в реальном времени рассчитывать качественные, количествен- ные и микроклиматические показатели рудничной атмосферы в пределах участка. В частности, такой функционал позволяет отследить возникающие утечки воздуха, спрогнозировать выход показателей за пределы допустимых правилами безопасности пределов. Аналитический комплекс «АэроСеть» используется не только как расчет- ный модуль системы, но и в качестве автоматизированного рабочего места дис- петчера [6]. Показания датчиков в реальном времени отображаются на аксонометриче- ской схеме (или погоризонтном плане по выбору пользователя) одновременно с рассчитанными параметрами атмосферы. Доступно отображение полей расхода, температуры воздуха или концентрации горючих газов. Предусмотрен функционал сигнализации диспетчеру о выходе контролируемых параметров из допустимого диапазона значений. Дополнительные возможности симбиоза системы мониторинга и матема- тической реализуются в возможности анализа и расчетов вентиляционных ре- жимов в нештатных ситуациях проветривания, что может быть использовано, к примеру, при разработке оперативных планов ликвидации аварийных ситуаций [7, 8, 9]. Показания датчиков расхода воздуха используются для расчета распределения воздуха по всем выработкам панели, не оборудованным средствами измерения (рису- нок 2). 255 ----------------------- Page 256----------------------- Рис. 2. Результат автоматического распределения расходов воздуха по данным датчиков скорости АЗС №1 и №2 Показания датчиков температуры/концентрации в совокупности с данными о скоро- сти воздуха (полученной как с датчиков, так и в результате распределения расходов воздуха) могут быть использованы для интерполяции значения температур/концентрации по всем остальным выработкам, по которым оперативных данных нет (рисунок 3). Рис. 3. Результат автоматического распределения температур воздуха по данным датчиков температуры АЗС №1 и №2 на основании распределенных ранее расходов воздуха