Nghiên cứu lựa chọn hệ thống quan trắc khí mỏ nhằm đảm bảo an toàn ở các mỏ hầm lò vùng hồng gai quảng ninh

ĐẶNG VIỆT CƯỜNG BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT ĐẶNG VIỆT CƯỜNG * LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN HỆ THỐNG QUAN TRẮC KHÍ MỎ NHẰM ĐẢM BẢO AN TỒN Ở CÁC MỎ HẦM LỊ VÙNG HỒNG GAI-QUẢNG NINH LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT * HÀ NỘI – 2013 HÀ NỘI – 2013 Không in phần này: Chú ý: - Đóng bìa cứng màu đỏ, chữ màu vàng (10 bìa) - Có thể màu chữ chưa đúng, cố gắng theo quy định chữa nhũ LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn cao học cơng trình nghiên cứu riêng cá nhân tơi Các tài liệu, số liệu nêu luận văn trung thực Các luận điểm kết nghiên cứu chưa công bố cơng trình khác Hà Nội, tháng 10 năm 2013 Tác giả luận văn Đặng Việt Cường MỤC LỤC Trang Lời cam đoan Mục lục Danh mục từ viết tắt Danh mục bảng Danh mục hình vẽ Mở đầu Lời cảm ơn Chương 1: ĐÁNH GIÁ TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG QUAN TRẮC KHÍ MỎ Ở CÁC MỎ HẦM LÒ VÙNG HỒNG GAI - QUẢNG NINH 1.1 Vị trí địa lý khu mỏ đặc điểm địa lý tự nhiên 1.1.1 Vị trí địa lý 1.1.2 Đặc điểm địa hình 1.1.3 Đặc điểm khí hậu 1.1.4 Đặc điểm kinh tế xã hội 1.1.5 Đặc điểm địa chất cơng trình 1.1.6 Đặc điểm thơng gió 1.1.7 Đặc điểm cung cấp lượng 1.2 Thống kê vụ tai nạn cháy nổ khí mỏ giới Việt Nam 1.3 Giới thiệu khái quát chung yêu cầu hệ thống quan trắc khí mỏ 1.3.1 Các yêu cầu chức hệ thống quan trắc khí mỏ 1.3.2 Cấu trúc chung hệ thống quan trắc khí mỏ 1.3.2.1 Cấu trúc hệ thống 1.3.2.2 Bố trí đầu đo hầm lị 1.3.2.3 Lựa chọn ngưỡng cắt điện 12 Giới thiệu hệ thống quan trắc khí mỏ dùng mỏ hầm lò 12 1.4 vùng Hồng Gai – Quảng Ninh 1.5 Đánh giá trạng hệ thống quan trắc khí mỏ vùng Hồng Gai- Quảng Ninh Chương 2: GIỚI THIỆU MỘT SỐ HỆ THỐNG QUAN TRẮC KHÍ MỎ ĐANG DÙNG TẠI VIỆT NAM VÀ TRÊN THẾ GIỚI 14 16 2.1.1 Giới thiệu hệ thống quan trắc khí mỏ Hãng AMR-Mỹ sản xuất 16 2.2.1.1 Đặc điểm hệ thống 17 2.2.1.2 Một số đầu đo khí sử dụng hệ thống 17 2.1.2 Giới thiệu hệ thống quan trắc khí mỏ Hãng Trolex-Anh sản xuất 24 2.1.2.1 Bộ xử lý truyền tín hiệu (Transmitter) loại TX-9042 25 2.1.2.2 Đầu đo khí mêtan loại TX-6383 27 2.1.3 Giới thiệu hệ thống quan trắc khí mỏ loại KSP-2C Công ty Carboautomatyka-Ba Lan sản xuất 29 2.1.3.1 Cấu trúc hệ thống quan trắc khí mỏ loại KSP-2C 29 2.1.3.2 Hệ thống thiết bị mặt 31 2.1.3.3 Hệ thống thiết bị lò 33 2.1.3.4 Giới thiệu phần mềm quan trắc khí mỏ (mêtan8k6) 41 2.1.3.5 Phần mềm Solaris 52 2.1.4 Giới thiệu hệ thống quan trắc khí mỏ Cơng ty KCME-Nhật Bản sản xuất 57 2.1.4.1 Hệ thống thiết bị mặt 58 2.1.4.2 Các thiết bị lò 60 2.1.4.3 Phần mềm hệ thống quan trắc khí mỏ THY-2000 64 Giới thiệu hệ thống quan trắc khí mỏ Viện nghiên cứu Điện tử tin 2.2 học tự động hóa-Bộ khoa học Công nghệ chế tạo (VIELINA- 73 WS.07) 2.2.1 Hệ thống thiết bị mặt 2.2.2 Một số thiết bị lắp đặt lò 2.2.3 Phần mềm quản lý khí CGMWS 74 76 79 Chương 3: NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN HỆ THỐNG QUAN TRẮC HỢP LÝ ỨNG DỤNG Ở CÁC MỎ HẦM LÒ VÙNG HỒNG GAI-QUẢNG NINH 3.1 3.2 Đánh giá hệ thống quan trắc khí mỏ sử dụng Việt Nam Nghiên cứu đề xuất hệ thống quan trắc khí mỏ hợp lý ứng dụng ỏ mỏ hầm lò vùng Hồng Gai-Quảng Ninh 90 90 94 3.2.1 Hệ thống thiết bị mặt 95 3.2.2 Hệ thống thiết bị lò 97 3.2.3 Phần mềm hệ thống 99 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 102 TÀI LIỆU THAM KHẢO 104 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT APS: alarm przyrostów i spadków AO: alarm ostrzegawczy z możliwością niezależnego wyłączania AG: alarm główny FSK: Frequency Shift Keying AMR: American Mine Research CP: Cổ phần TNHH MTV: Trách nhiệm hữu hạn thành viên DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng Tên bảng Trang 1.1 Các vụ nổ khí mêtan điển hỉnh giới 1.2 Ngưỡng hàm lượng khí mêtan để cắt điện cho khu vực 12 1.3 Số lượng thiết bị hệ thống quan trắc khí mỏ 13 2.1 Các thông số kỹ thuật đầu đo khí CH4 loại MC-4107 18 2.2 Các thơng số kỹ thuật loại đầu đo khí độc MC- 4210 19 2.3 Thông số kỹ thuật số phiên thiết bị đóng cắt 20 2.4 Thơng số kỹ thuật xử lý truyền tín hiệu lị TX9042 26 2.5 Thơng số kỹ thuật đầu đo khí mêtan TX-6383 28 2.6 Thông số kỹ thuật tủ KSP-2C 32 2.7 Số lần vượt ngưỡng cảnh báo ghi nhận từ đơn vị 54 2.8 Thống kê số lượng đầu đo khí mêan loại CPC-2 bị hư hỏng năm 2012 56 2.9 Thông số kỹ thuật thiết bị thu phát tín hiệu MP-6 59 2.10 Thông số kỹ thuật Transmitter loại TM-08-01 60 2.11 Đặc tính kỹ thuật đầu đo khí mêtan loại MS-08-01 63 2.12 Thống kê số lần hệ thống phát nồng độ khí vượt ngưỡng 72 2.13 Đặc tính kỹ thuật đầu đo lắp đặt hệ thống 76 2.14 Thông số kỹ thuật thiết bị nguồn đóng cắt VIELINAPCO 78 2.15 Thống kê số lần hệ thống phát nồng độ khí vượt ngưỡng 89 3.1 Kết so sánh chức loại hệ thống 92 3.2 Đặc tính kỹ thuật số đầu đo lắp đặt hệ thống 98 3.3 Các thiết bị hệ thống 99 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình Tên hình vẽ Trang 1.1 Sơ đồ bố trí đầu đo lị chợ 1.2 Sơ đồ bố trí đầu đo lò độc đạo 10 1.3 Sơ đồ bố trí đầu đo lị thượng thơng gió 10 1.4 Sơ đồ bố trí đầu đo lị chợ khai thác 11 1.5 Sơ đồ nguyên lý khối liên động cắt điện 11 2.1 Sơ đồ cấu trúc hệ thống quan trắc khí mỏ Hãng AMR sản xuất 16 2.2 Đầu đo khí CH4 loại MC-4107 17 2.3 Đầu đo loại khí độc MC-4210 18 2.4 Thiết bị đóng cắt CB-1000 20 2.5 Bộ kết nối truyền thơng MC-4011 21 2.6 Bộ lặp MC-4040 21 2.7 Trạm vận hành từ xa MC-4025 22 2.8 Phương pháp đấu dây MC-4025 hệ thống 22 2.9 Trạm quản lý từ xa đa kênh MC-4020 23 2.10 Phương pháp đấu dây MC-4020 hệ thống 23 2.11 Sơ đồ cấu trúc hệ thống quan trắc tập trung Hãng Trolex - Anh sản xuất 24 2.12 Bộ xử lý truyền tín hiệu lị TX-9042 25 2.13 Cấu trúc xử lý truyền tín hiệu lị 25 2.14 Mô cấu trúc điều khiển thông tin cảnh báo 26 2.15 Mơ hình sử dụng TX-9042 đầu đo TX-6383 27 2.16 Đầu đo khí mê tan loại TX-6383 28 2.17 Sơ đồ khối hệ thống quan trắc khí mỏ loại KSP-2C 30 2.18 Mơ hình thiết bị phịng giám sát trung tâm 31 2.19 Tủ điều khiển trung tâm KSP-2C 32 2.20 Đầu đo khí mê tan loại CPC-2 sơ đồ nguyên tắc làm việc sensor đốt xúc tác 35 2.21 Đầu đo khí mê tan loại SC-CH4 36 2.22 Đầu đo khí Oxitcacbon loại SC-CO 37 2.23 Đầu đo khí Oxi loại SC-O2 38 2.24 Đầu đo vận tốc gió MPP 39 2.25 Đầu đo hạ áp mạng gió loại CPRC-1 40 2.26 Aptomat liên động cắt điện loại KBZ-400 41 2.27 Màn hình giao diện phần mềm metan8k6 42 2.28 Các thông số cho kênh đo hình 42 2.29 Dạng biểu đồ số 43 2.30 Dạng biểu đồ số 43 2.31 Thanh menu dạng text 44 2.32 Các biểu tượng truy cập nhanh 44 2.33 Màn hình kiểm tra liệu trước in 45 2.34 Màn hình lựa chọn ngày báo cáo 46 2.35 Màn hình giao diện để cài đặt cấu hình kênh đo 2.36 Màn hình giao diện để giải kiện xảy kênh đo 47 2.37 Màn hình cảnh báo hệ thống 48 2.38 Tín hiệu báo động gửi từ kênh đo tới kênh đo khác 49 2.39 Giao diện hiển thị biểu đồ 10 kênh đo 49 2.40 Giao diện hiển thị biểu đồ kênh đo 50 2.41 Giao diện gọi liệu cấu hình xảy khứ 51 2.42 Hiển thị thông tin lỗi xảy khứ 51 2.43 Các đồng hồ thời gian 51 2.44 Biểu tượng lựa chọn tủ KSP-2C 52 2.45 Lập báo cáo hệ thống với chương trình Solaris-Helios 53 2.46 Hiển thị thiết bị lị hình 54 90 Chương NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN HỆ THỐNG QUAN TRẮC HỢP LÝ ỨNG DỤNG Ở CÁC MỎ HẦM LÒ VÙNG HỒNG GAI-QUẢNG NINH Hiện nước ta, nhằm đảm bảo an toàn cơng tác quản lý khí mỏ hầu hết đơn vị sản xuất than hầm lò sử dụng hệ thống quan trắc khí mỏ tập trung tự động gồm có loại hệ thống sau: - Hệ thống Nhật Bản Công ty KCME sản xuất - Hệ thống Ba Lan Công ty Carboautimatyka sản xuất - Hệ thống Việt Nam Viện Điện tử tin học tự động hóa sản xuất Trong trình vận hành hệ thống bộc lộ rõ tính ưu việt riêng có điểm hạn chế riêng Nhưng hệ thống hoạt động ổn định đảm bảo yêu cầu công tác quản lý khí mỏ Tuy nhiên, với mục đích đảm bảo an tồn cơng tác quản lý khí mỏ giai đoạn khai thác xuống sâu khu mỏ, đặc biệt mỏ than hầm lò vùng Hồng Gai-Quảng Ninh cần phải nghiên cứu phân tích, cân nhắc lựa chọn loại hệ thống quan trắc khí mỏ phù hợp với mỏ 3.1 Đánh giá hệ thống quan trắc khí mỏ sử dụng Việt Nam Hệ thống quan trắc khí mỏ loại THY-2000 Công ty KCME - Nhật Bản sản xuất (hình 2.47) Hệ thống sản xuất dây truyền công nghệ tiên tiến nên đại có chất lượng tốt Hệ thống có tính mở nên nhiều chức năng, dễ vận hành, hiệu chỉnh kiểm tra, hệ thống kết nối tối đa với 120 đầu đo 120 trạng thái làm việc thiết bị Các truyền tín hiệu (transmitter) đặt khu vực lò Các đầu đo kết nối với trung tâm quan trắc mặt thông qua truyền hệ thống cáp truyền tín hiệu Khi có báo động vượt ngưỡng, đầu đo phát cảnh báo âm thanh, ánh sáng transmitter gửi tín hiệu cắt điện khu vực Hệ thống thiết bị phòng quan trắc hệ thống thiết bị lò cấp nguồn điện độc lập với nhau, truyền tín hiệu thơng qua đường cáp thơng tin 91 Đầu đo hoạt động dựa nguyên tắc giao thoa ánh sáng, có tuổi thọ cao (trong khoảng năm) Vận hành hệ thống dễ dàng, nhiên địi hỏi người vận hành phải có trình độ tốt Hệ thống quan trắc khí mỏ tập trung tự động loại THY -2000 phù hợp với mỏ than có quy mô sản xuất lớn, tập trung khai thác xuống sâu (từ mức -150 trở xuống) Hệ thống quan trắc khí mỏ tập trung Cơng ty Carboautomatyka – Ba Lan sản xuất (Hình 2.18) Tủ điều khiển trung tâm KSP-2C, đo với nhiều thông số đo khác nhau, có tính mở (có thể kết nối lớn 10 tủ KSP-2C với nhau) sử dụng phương pháp truyền tần số Nguồn cung cấp cho đầu đo thực từ tủ KSP-2C đặt mặt làm việc đầu đo khơng bị ảnh hưởng nguồn điện sản xuất lò, ưu điểm hệ thống Các đầu đo khí mêtan (CPC-2 SC-CH4) có sensor làm việc theo nguyên tắc đốt xúc tác dải đo thấp (0~5)% nguyên tắc truyền nhiệt dải đo cao (5~100)% Các đầu đo thiết kế để làm việc với hệ thống hoạt động liên tục, với chu kỳ 8s gửi tín hiệu trung tâm lần, có nguồn ắc quy bên trong, độ xác cao Khi nồng độ CH4 vượt ngưỡng đặt đầu đo gửi tín hiệu cắt điện tới cấu chấp hành cắt điện khu vực có nguy hiểm khí Tuổi thọ sensor thấp có tuổi thọ trung bình từ (1 ~2) năm (tùy thuộc vào môi trường làm việc người sử dụng) Ngôn ngữ thiết bị cảnh báo CH4 thuộc hệ ngôn ngữ Slavor (Tiếng Ba lan, nên có gây khó khăn bước đầu cơng tác vận hành Hệ thống quan trắc khí mỏ loại KSP-2C Công ty Carboaumatyka-Ba Lan sản xuất phù hợp với mỏ có quy mơ sản xuất vừa nhỏ, khu vực khai thác tập trung phân tán, khai thác độ sâu vừa phải (từ mức -150 trở lên) Do hệ thống loại sử dụng nhiều mỏ than hầm lò khu vực Quảng Ninh Hệ thống quan trắc tập trung Việt Nam sản xuất (Hình 2.65) Hệ thống Viện nghiên cứu Điện tử-Tin học-Tự động hóa nghiên cứu chế tạo, cập nhật ứng dụng công nghệ khoa học kỹ thuật tiên tiến hệ thống 92 phù hợp với điều kiện môi trường, xã hội, giá thành rẻ thiết bị nhập ngoại làm chủ công tác bảo dưỡng, sửa chữa Trạm điều khiển trung tâm kết nối quản lý đến 1024 điểm đo, thuận lợi cho trình mở rộng hệ thống phù hợp với loại mỏ có điều kiện sản xuất phân tán tập trung Các đầu đo khí mêtan sử dụng phương pháp đo đốt xúc tác, đầu đo khí CO sử dụng phương pháp đo điện hóa kết đo tương đối xác ổn định Hệ thống Việt Nam sản xuất nên thuận lợi cho thao tác vận hành, bảo trì, bảo dưỡng, thay linh kiện yếu tố chăm sóc khách hàng Kết so sánh chức loại hệ thống nêu bảng 3.1 Bảng 3.1 Kết so sánh chức loại hệ thống Tên chức № I Hệ thống Hệ thống Hệ thống BaLan Nhật Bản Việt Nam Có Có Có Có Có Có Hệ thống phịng quan trắc mặt Quan trắc thơng số nồng độ khí CH4, CO, Vgió Hiển thị biểu đồ xu hướng thông số theo dõi Đặt thông số theo dõi từ trung tâm Có Có Có Thơng báo tình trạng cố (đứt kết nối) Có Có Có Lưu trữ dự liệu theo thời gian Có Có Có Quan sát thiết bị đồ đường lị Có Có Có Hiện danh sách cảnh báo theo thời gian Có Có Có Ngơn ngữ giao diện máy tính Anh Anh/Việt Việt Nam 93 Tên chức № 10 Vận hành bảo trì hệ thống Tín hiệu cắt điện gửi từ phòng quan trắc 11 Kiểm tra trạng thái làm việc động II 11 Hệ thống Hệ thống Hệ thống BaLan Nhật Bản Việt Nam Phức tạp Đơn giản Có Khơng Khơng Có Có Khơng Khơng Có Có Đốt xúc Quang tác học Phức tạp Hệ thống hầm lị Bộ sử lý tín hiệu độc lập lị (Transmitters) 12 Nguyên tắc hoạt động đầu đo khí CH4 13 Nguyên tắc hoạt động đầu đo khí CO Điện hóa 14 Ngơn ngữ giao diện đầu đo Ba Lan 15 Thay thế, hiệu chỉnh & bảo trì đầu đo Phức tạp 16 17 18 Tín hiệu cắt điện gửi trực tiếp tới Aptomat Ảnh hưởng tới hệ thống nguồn điện sản xuất lò bị cố Số đầu đo lò mà hệ thống giám sát lớn Điện hóa Anh Phức tạp Đốt xúc tác Điện hóa Việt Nam Đơn giản Có Có Có Khơng Có Có 400 120 A 120 D 1024 94 3.2 Nghiên cứu đề xuất hệ thống quan trắc khí mỏ hợp lý ứng dụng ỏ mỏ hầm lò vùng Hồng Gai-Quảng Ninh Căn vào số hệ thống quan trắc khí mỏ giới giới thiệu 03 loại hệ thống sử dụng Việt Nam; Căn vào điều kiện sản xuất ngành mỏ, vào điều kiện môi trường, điều kiện kinh tế xã hội, tác giả lựa chọn hệ thống quan trắc khí mỏ tập trung tự động có cấu sau: * Phần mềm quản lý khí mỏ: Sử dụng phần mềm THY-2000 hệ thống quan trắc khí mỏ Công ty KCME – Nhật Bản thiết lập Phần mềm có ưu điểm như: Thao tác thuận tiện, dễ dàng vận hành, giao diện trực quan, dễ hiểu; Có tích hợp phần hiển thị thiết bị đường lò; Thuận lợi muốn thay đổi đường lò, vị trí lắp đặt đầu đo; Ngồi có chức khác tương đương với phần mềm Công ty Carboautomatyka-Ba Lan * Nguyên tắc truyền tín hiệu cấp nguồn cho đầu đo: Sử dụng nguyên tắc truyền thông theo tiêu chuẩn RS-485 cấp nguồn cho đầu đo lò phương pháp hệ thống quan trắc khí mỏ Cơng ty KCME – Nhật Bản sản xuất, đầu đo cấp nguồn từ Transmitter qua nguồn điện sản xuất lò, nâng cấp dung lượng ắc quy lưu điện (đang sử dụng ắc quy với dung lượng 2,8AH) Transmitter (lớn 3,6AH) để tăng thời gian cấp nguồn cho đầu đo điện lưới lên tới 4h - Phương pháp truyền tín hiệu cấp nguồn hệ thống KSP-2C: Truyền tín hiệu dạng tần số đầu đo cấp nguồn từ tủ điều khiển trung tâm KSP-2C nên không phụ thuộc vào nguồn điện lị - Phương pháp truyền tín hiệu cấp nguồn hệ thống VIELINA-WS.07 : Truyền tín hiệu theo chuẩn RS-485 đầu đo cấp nguồn từ PCO (hiện khơng có ắc quy lưu điện), phụ thuộc vào nguồn điện sản xuất lò dẫn đến tình trạng kiểm sốt khí mỏ nguồn điện lò bị * Các đầu đo khí mêtan nên sử dụng loại có sensor hoạt động theo nguyên tắc quang học, với dải đo từ (0~100)% Đầu đo khí CO sử dụng phương pháp điện hóa 03 hệ thống sử dụng 95 Sơ đồ khối hệ thống quan trắc khí mỏ đề xuất giới thiệu hình 3.1 Cấu hình hệ thống quan trắc đề xuất gồm phần chính: phần thiết bị mặt phần thiết bị hầm lò, thiết bị lò đấu nối với tủ điều khiển trung tâm mặt thông qua tuyến cáp điện thoại loại chuyên sử dụng cho mỏ hầm lò tuyến cáp điện thoại ngồi trời Hình 3.1 Sơ đồ khối hệ thống quan trắc khí mỏ 3.2.1 Hệ thống thiết bị mặt 96 Sơ đồ thiết bị ngồi mặt thể hình 3.2  Bộ thu tín hiệu MP-6 MP-6 thiết thu nhận tín hiệu lị gửi tới thơng qua hệ thống cáp truyền sau đo gửi tín hiệu tới hệ thống máy tính điều hành Các thông số kỹ thuật MP-6: - Nguồn cấp: 220V÷240V/50Hz - Cơng suất tiêu thụ: Tối đa 50VA - Số lượng điều khiển kết nối: 10 - Tốc độ truyền: 1200bps - Thời gian xử lý liệu: 15s - Hình thức kết nối: Tự động - Khối lượng : 6kg  Hệ thống máy tính Máy tính điều hành dùng để sử lý liệu lưu trữ Máy tính khách dùng để cài đặt thơng số Ổ cứng ngồi sử dụng để backup liệu Màn hình dùng để hiển thị thơng số  Đèn cảnh báo có báo động  Màn hình lớn 65 inch dùng để hiển thị treo tường  Máy in mầu dùng để in kết giấy cần thiết  Bộ chuyển mạch HUB dùng để kết nối máy tính chủ, máy tính con, đèn cánh báo…  Hộp nối cáp có bảo vệ chống sét  Bộ UPS Online 3kVA , Ắc quy 96V - 100Ah  Các thiết bị phụ trợ khác: Gồm có thiết bị cung cấp điện, hệ thống thiết bị chiếu sáng, thiết bị bảo vệ điện áp tự nhiên điện áp cảm ứng với mục đích đảm bảo cho hệ thống hoạt động ổn định tin cậy  Cáp điện thoại trời 97 Cáp truyền tín mặt từ phịng quan trắc trung tâm tới khu vực cửa lò, sử dụng cáp điện thoại lõi đồng đơn ủ mềm, cách điện nhựa, có xoắn đơi, có nhồi dầu chống ẩm, có vỏ bọc kim chống nhiễu đồng, có vỏ bọc ngồi nhựa PVC, có lõi thép chịu lực sử dụng treo ngồi trời Hình 3.2 Sơ đồ khối thiết bị phòng quan trắc trung tâm 3.2.2 Hệ thống thiết bị lò Hệ thống thiết bị lị gồm thiết bị cảnh báo khí mêtan (CH4), CO, thiết bị kiểm tra trạng thái động cơ, thiết bị đo tốc độ gió v.v… atomat liên động cắt điện, hộp nối cáp, cáp truyền hộp nối cáp, cáp truyền từ hộp nối đến thiết bị cảnh báo cáp liên động cắt điện  Một số loại đầu đo Tùy vị trí cụ thể, loại số lượng đầu đo khí, gió v.v lắp đặt cách hợp lý để giám sát thơng số vi khí hậu lị Để đảm bảo cơng tác an tồn giám sát khí mỏ với đặc thù khai thác điều kiện địa chất mỏ hầm lò vùng Hồng Gai-Quảng Ninh, đặc tính kỹ thuật số đầu đo lắp đặt hệ thống liệt kê bảng 3.2 98 Bảng 3.2 Đặc tính kỹ thuật số đầu đo lắp đặt hệ thống Chỉ tiêu Nguồn cung Loại đầu đo, thơng số Đầu đo khí mêtan Đầu đo khí CO Nguồn an tồn tia lửa Nguồn an toàn tia lửa ExiaI từ Bộ ExiaI từ Bộ Transmitter Transmitter cấp Nguyên tắc hoạt động Đầu đo tốc độ gió Nguồn an tồn tia lửa ExiaI từ Bộ Transmitter Dải đo (0~100)% CH4: Nguyên tắc giao Dải đo Điện hóa Cánh quạt (0÷100) % CH4 (0÷1000) ppm ±20 m/s Liên tục Liên tục Liên tục Dòng điện Dòng điện Dòng điện ExiaI ExiaI ExiaI thoa ánh sáng Phương thức đo Tín hiệu Dạng bảo vệ nổ  Aptomat cắt điện Atomat cắt điện khu vực nồng độ khí CH4 vượt ngưỡng đặt trước thiết bị cảnh báo, yêu cầu sử dụng loại có mạch cắt điện an toàn tia lửa phù hợp với mạch cắt thiết bị cảnh báo tự động  Cáp truyền tín hiệu lị Cáp truyền từ cửa lò vào lò qua hộp nối cáp hộp nối cáp dùng cáp điện thoại lõi đồng đơn ủ mềm, cách điện nhựa PVC khơng lan truyền cháy, có xoắn đơi, có vỏ bọc kim băng đồng, dây tiếp địa đồng tráng thiếc chuyên sử dụng cho mỏ hầm lò  Hộp nối cáp Các hộp nối cáp sử dụng để đấu nối cho thiết bị vị trí ngã 3, ngã cần rẽ nhánh, sử dụng loại hộp nối cáp chuyên sử dụng hầm lị, cho mạch an tồn tia lửa 99 3.2.3 Phần mềm hệ thống Trong luận văn đề xuất lựa chọn phần mềm THY-2000 Công ty KCME – Nhật Bản sản xuất, chức phần mềm sẵn có, tác giả đề xuất thêm số chức cho phần mềm: - Xem biểu đồ kênh đo riêng biệt với giao diện lớn (Tồn hình máy tính); - Lưu liệu vào hệ thống lên tới 10 năm xem biểu đồ với thời gian Các thiết bị hệ thống tổng hợp bảng 3.3 Bảng 3.3 Các thiết bị hệ thống № Tên thiết bị Mã hiệu Kiểu loại HP Máy tính chủ 8000Elite SF/CT Windows Xuất xứ Professional ; Bộ vi xử lý E7500 Intel Core Duo; Dung lượng 2GB; Ổ cứng Nhật Bản 160GB; Màn hình HP LCD22 inch HP Máy tính khách 8000Elite SF/CT Windows Professional ; Bộ vi xử lý E7500 Intel Core Duo; Dung lượng 2GB; Ổ cứng Nhật Bản 160GB; Màn hình HP LCD22 inch Công ty Phần mềm hệ thống THY-2000 KCME-Nhật Bản Bộ lưu điện UPS Online SANTAK UPS ONLINE C3KS 220VAC, Công suất 3kVA Ắc quy 96V, (80-:-100)Ah Việt Nam 100 № Tên thiết bị Đầu đo khí mêtan Đầu đo khí CO Đầu đo gió Hộp nối cáp an toàn tia lửa Mã hiệu Kiểu loại Dải đo (0~100)% CH4: Nguyên tắc giao thao ánh sáng Dải đo (0~1000)ppm CO Nguyên tắc hoạt động: Điện hóa Dải đo ±20 m/s Nguyên tắc hoạt động: Cánh quạt HDC Xuất sứ Nhật Bản Nhật Bản Nhật Bản Việt Nam Cách điện nhựa PVC, xoắn đôi, ruột Cáp điện thoại đồng, có vỏ bọc kim chống nhiễu, có vỏ ngồi trời bọc ngồi nhựa PVC, có dây treo Việt Nam chịu lực Cách điện nhựa PVC, xoắn đơi, ruột 10 Cáp điện thoại đồng, có vỏ bọc kim băng đồng, có vỏ bọc ngồi nhựa PVC không lan Việt Nam truyền cháy Hệ thống quan trắc tập trung đề xuất có chức sau: - Ghi, xử lý liệu điều khiển chức tới cấu chấp hành hệ thống; - Giám sát giá trị thơng số nồng độ khí, gió v.v…dưới lị hiển thị hình dạng số; - Giám sát tình trạng hoạt động động lị (tình trạng làm việc hay khơng làm việc động cơ: Băng tải, máng cào, tời v.v…); - Lưu trữ liệu thu vào hệ thống máy tính, hiển thị biểu đồ xu hướng thời gian thời gian trước hệ thống ghi lại; 101 - Xử lý vấn đề nhằm đảm bảo an toàn cho trình cơng nghệ khu vực giám sát đại lượng giám sát vượt ngưỡng cảnh báo đặt trước (ví dụ cắt điện thiết bị khu vực khai thác hầm lị nồng độ khí CH4 vượt ngưỡng cảnh báo đặt trước) vv… - Quan sát tình trạng thiết bị, đầu đo đồ đường lị; - Cài đặt lưu giữ tồn cấu hình hệ thống để trì giám sát điều khiển cách xác; - Có cảnh báo âm ánh sáng để người lao động lò, nhân viên vận hành, cán người xung quanh nhận biết tình trạng cố cụ thể xảy ra; - Hiển thị cảnh báo theo thời gian; - Khi có cố nào, kênh đo hệ thống, hệ thống gửi tín hiệu cảnh báo âm lệnh cắt điện đến kênh đo lại; - Hoạt động liên tục 24/24 365 ngày/năm; - Có thể mở rộng cấu hình, chức giám sát hệ thống cần thiết 102 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Đề tài “Nghiên cứu lựa chọn hệ thống quan trắc khí mỏ nhằm đảm bảo an tồn mỏ hầm lò vùng Hồng Gai - Quảng Ninh” tập trung nghiên cứu vấn đề quản lý khí mỏ, nhằm đảm bảo an tồn phịng chống cháy nổ cơng tác khai thác than hầm lị Vấn đề nghiên cứu có tính cấp thiết, có ý nghĩa khoa học mang tính thực tiễn Luận văn giải số vấn đề sau: Đánh giá tổng quan hệ thống quan trắc khí mỏ mỏ hầm lò vùng Hồng Gai-Quảng Ninh: Các mỏ hầm lò vùng Hồng Gai-Quảng Ninh sử dụng hệ thống quan trắc khí mỏ loại KSP-2C Ba lan sản xuất, tủ điều khiển trung tâm KSP2C thực việc truyền, nhận liệu cung cấp nguồn an toàn tia lửa cho đầu đo, nồng độ khí vượt ngưỡng báo động đặt trước, tủ KSP-2C gửi tín hiệu cắt điện đến cấu chấp hành, cắt điện thiết bị điện nằm vùng nguy hiểm khí Hiện tại, hệ thống đáp ứng tốt cơng tác quan trắc, quản lý khí mỏ, giúp đơn vị quản lý, theo dõi có đối sách hợp lý kịp thời nồng độ khí gia tăng Giới thiệu số hệ thống quan trắc khí mỏ dùng Việt Nam giới: Trong phần luận văn giới thiệu 05 hệ thống: - Hệ thống quan trắc Mỹ; - Hệ thống quan trắc Anh; - Hệ thống quan trắc Ba lan; - Hệ thống quan trắc Nhật Bản; - Hệ thống quan trắc Việt Nam Các hệ thống giống nhau, gồm phần chính: phần thiết bị ngồi mặt thiết bị hầm lị Thiết bị ngồi mặt bao gồm tủ điều khiển, máy tính thiết bị phụ trợ cho mục đích kết nối mạng, lưu trữ, in liệu … Các thiết bị lò thực việc đo lường, hiển thị gửi liệu phịng quan trắc trung tâm ngồi mặt 103 Nghiên cứu lựa chọn hệ thống quan trắc hợp lý ứng dụng mỏ hầm lò vùng Hồng Gai-Quảng Ninh: Trong phần này, vào việc nghiên cứu hệ thống quan trắc lắp đặt giới Việt Nam, vào điều kiện kinh tế, xã hội, môi trường, công nghệ khai thác…tác giả đề xuất cấu hình hệ thống quan trắc khí mỏ hợp lý để lắp đặt cho mỏ hầm lò vùng Hồng Gai-Quảng Ninh Nhằm đảm bảo cơng tác an tồn phịng chống cháy nổ khí mêtan, nâng cao trình độ chun mơn, nội địa hóa thiết bị nhập ngoại, đề nghị quan có thẩm quyền: Bộ khoa học Cơng nghệ, Bộ công nghiệp… đạo, tạo điều kiện cho quan, nhà khoa học nước nghiên cứu, thiết kế hệ thống quan trắc khí mỏ phù hợp với yêu cầu sản xuất điều kiện Việt Nam, để thay cho hệ thống quan trắc nhập ngoại lắp đặt nước Bên cạnh Bộ quan có chức cần đạo quan nghiên cứu mở rộng hệ thống quan trắc khí mỏ tích hợp thêm chức gồm: - Điều khiển, giám sát trạng thái hoạt động thiết bị lò, cửa gió; - Hệ thống camera; - Hệ thống người vào lò; - Áp lực khu khai thác v.v… 104 TÀI LIỆU THAM KHẢO Bộ Công Nghiệp (2011), QCVN01: 2011/BCT, Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia an tồn khai thác than hầm lị, Hà Nội Carboautomatyka SA (2010), Monoxitcacbon SC-CO/s-Technical Documentation, Tychy Công ty Cổ phần kỹ thuật KCM-KCME (2008), Hệ thống quan trắc tập trung THY-2000 phiên TOKA, Hà Nội Krzysztof Gowarzewski (2007), Measuring computer system KSP-2C, PKiMSA Carboutomatyta SA, Tychy PKiMSA Carboutomatyta SA (2003), Methanometer CPC-2, Tychy Strata mechanics research institute (2009), Sattionary vane anemometer MPP, Krakow Viện nghiên cứu điện tử-tin học-tự động hóa (2011), Trạm điều khiển VIELINA- WS.07, Hà Nội Viện nghiên cứu điện tử-tin học-tự động hóa (2012), Đầu đo VIELINA-CO, Hà Nội Viện nghiên cứu điện tử-tin học-tự động hóa (2012), Đầu đo VIELINA-CH4, Hà Nội 10 Viện nghiên cứu điện tử-tin học-tự động hóa (2011), Thiết bị đo tốc độ gió VIELINA-AF01, Hà Nội ... - Nghiên cứu, lựa chọn hệ thống quan trắc khí mỏ hợp lý để ứng dụng cho mỏ hầm lò vùng Hồng Gai- Quảng Ninh Nội dung nghiên cứu - Đánh giá tổng quan hệ thống quan trắc khí mỏ mỏ hầm lò vùng Hồng. .. vùng Hồng Gai - Quảng Ninh - Giới thiệu số hệ thống quan trắc khí mỏ dùng Việt Nam giới - Nghiên cứu lựa chọn hệ thống quan trắc khí mỏ hợp lý ứng dụng cho mỏ hầm lò vùng Hồng Gai - Quảng Ninh Phương... TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG QUAN TRẮC KHÍ MỎ Ở CÁC MỎ HẦM LÒ VÙNG HỒNG GAI, QUẢNG NINH 1.1 Vị trí địa lý khu mỏ đặc điểm địa lý tự nhiên 1.1.1 Vị trí địa lý Các mỏ hầm lò vùng Hồng Gai - Quảng Ninh