II Hệ thống trong hầm lò
3.2. Nghiên cứu đề xuất hệ thống quan trắc khí mỏ hợp lý ứng dụng ỏ các mỏ hầm lò vùng Hồng Gai-Quảng Ninh
vùng Hồng Gai-Quảng Ninh
Căn cứ vào một số hệ thống quan trắc khí mỏ trên thế giới đã giới thiệu và 03 loại hệ thống đang được sử dụng tại Việt Nam; Căn cứ vào điều kiện sản xuất của ngành mỏ,
93
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 hình cơ bản như sau:
* Phần mềm quản lý khí mỏ: Sử dụng phần mềm THY-2000 của hệ thống quan trắc khí mỏ do Công ty KCME – Nhật Bản thiết lập. Phần mềm này có ưu điểm như: Thao tác thuận tiện, dễ dàng vận hành, giao diện trực quan, dễ hiểu; Có tích hợp phần hiển thị các thiết bị trên đường lò; Thuận lợi khi muốn thay đổi đường lò, vị trí lắp đặt đầu đo; Ngoài ra có các chức năng khác tương đương với phần mềm của Công ty Carboautomatyka-Ba Lan.
* Nguyên tắc truyền tín hiệu và cấp nguồn cho đầu đo: Sử dụng nguyên tắc truyền thông theo tiêu chuẩn RS-485 và cấp nguồn cho đầu đo dưới lò như phương pháp của hệ thống quan trắc khí mỏ do Công ty KCME – Nhật Bản sản xuất, các đầu đo được cấp nguồn từ các Transmitter qua nguồn điện sản xuất trong lò, nhưng nâng cấp dung lượng của ắc quy lưu điện (đang sử dụng ắc quy với dung lượng 2,8AH) trong bộ Transmitter (lớn hơn 3,6AH) để tăng thời gian cấp nguồn cho đầu đo khi mất điện lưới lên tới 4h.
- Phương pháp truyền tín hiệu và cấp nguồn của hệ thống KSP-2C: Truyền tín hiệu dạng tần số và các đầu đo được cấp nguồn từ tủ điều khiển trung tâm KSP-2C nên không phụ thuộc vào nguồn điện trong lò.
- Phương pháp truyền tín hiệu và cấp nguồn của hệ thống VIELINA-WS.07 : Truyền tín hiệu theo chuẩn RS-485 và các đầu đo được cấp nguồn từ các bộ PCO (hiện không có ắc quy lưu điện), phụ thuộc vào nguồn điện sản xuất trong lò và sẽ dẫn đến tình trạng mất kiểm soát khí mỏ khi nguồn điện trong lò bị mất.
* Các đầu đo khí mêtan nên sử dụng loại có sensor hoạt động theo nguyên tắc quang học, nhưng với dải đo từ (0~100)%. Đầu đo khí CO sử dụng phương pháp điện hóa như 03 hệ thống đang sử dụng.
Sơ đồ khối của hệ thống quan trắc khí mỏ đề xuất được giới thiệu trên hình 3.1 dưới đây.
Cấu hình cơ bản của hệ thống quan trắc đề xuất cũng gồm 2 phần chính: phần thiết bị trên mặt bằng và phần thiết bị trong hầm lò, các thiết bị trong lò được đấu nối với tủ điều
94
khiển trung tâm trên mặt bằng thông qua tuyến cáp điện thoại loại chuyên sử dụng cho mỏ hầm lò và tuyến cáp điện thoại ngoài trời.
Hình 3.1. Sơ đồ khối hệ thống quan trắc khí mỏ 3.2.1. Hệ thống thiết bị trên mặt bằng
Sơ đồ các thiết bị ngoài mặt bằng được thể hiện trên hình 3.2. • Bộ thu tín hiệu MP-6
MP-6 là thiết thu nhận các tín hiệu trong lò gửi tới thông qua hệ thống cáp truyền sau đo sẽ gửi các tín hiệu này tới hệ thống máy tính điều hành.
95
Các thông số kỹ thuật của bộ MP-6:
- Nguồn cấp: 220V÷240V/50Hz - Công suất tiêu thụ: Tối đa 50VA - Số lượng các bộ điều khiển kết nối: 10 - Tốc độ truyền: 1200bps
- Thời gian xử lý dữ liệu: 15s - Hình thức kết nối: Tự động - Khối lượng : 6kg
• Hệ thống máy tính.
Máy tính điều hành dùng để sử lý các dữ liệu và lưu trữ. Máy tính khách dùng để cài đặt các thông số.
Ổ cứng ngoài sử dụng để backup các dữ liệu. Màn hình dùng để hiển thị các thông số. • Đèn cảnh báo khi có báo động.
• Màn hình lớn 65 inch dùng để hiển thị treo trên tường. • Máy in mầu dùng để in các kết quả ra giấy khi 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 các thiết bị cung cấp điện, hệ thống các thiết bị chiếu sáng, các thiết bị bảo vệ quá điện áp tự nhiên cũng như quá điện áp cảm ứng với mục đích đảm bảo cho hệ thống hoạt động ổn định và tin cậy.
• Cáp điện thoại ngoài trời
Cáp truyền tín hiện trên mặt bằng từ phòng quan trắc trung tâm tới các khu vực cửa lò, sử dụng cáp điện thoại lõi đồng đơn được ủ mềm, cách điện nhựa, có xoắn đôi, có nhồi dầu chống ẩm, có vỏ bọc kim chống nhiễu bằng đồng, có vỏ bọc ngoài bằng nhựa PVC, có lõi thép chịu lực sử dụng treo ngoài trời.
96
Hình 3.2. Sơ đồ khối các thiết bị trong phòng quan trắc trung tâm 3.2.2. Hệ thống thiết bị trong lò
Hệ thống thiết bị trong lò gồm các thiết bị cảnh báo khí mêtan (CH4), CO, thiết bị kiểm tra trạng thái của động cơ, thiết bị đo tốc độ gió v.v… các atomat liên động cắt điện, các hộp nối cáp, cáp truyền giữa các hộp nối cáp, cáp truyền từ hộp nối đến các thiết bị cảnh báo và cáp liên động cắt điện.
• Một số loại đầu đo
Tùy từng vị trí cụ thể, các loại và số lượng đầu đo khí, gió v.v... sẽ được lắp đặt một cách hợp lý để giám sát các thông số vi khí hậu trong lò.
Để đảm bảo công tác an toàn và giám sát khí mỏ với đặc thù khai thác và điều kiện địa chất của các mỏ hầm lò vùng Hồng Gai-Quảng Ninh, đặc tính kỹ thuật cơ bản của một số đầu đo lắp đặt trong hệ thống được liệt kê trong bảng 3.2.
Bảng 3.2. Đặc tính kỹ thuật cơ bản của một số đầu đo lắp đặt trong hệ thống Chỉ tiêu Đầu đo khí mêtan Loại đầu đo, thông sốĐầu đo khí CO Đầu đo tốc độ gió