Раннее обнаружение пожаров на ленточных конвейерах с использованием термокабеля

М.Д.АЗБЕЛЬ, канд. техн. наук, Институт “Гипроуглеавтоматизация” Б.А.АННЕНКОВ, канд. техн. наук, Институт “Гипроуглеавтоматизация” Б.Г.ГОРШКОВ, доктор техн. наук, проф., ВВИА им.Жуковского

Возгорания на ленточных конвейерах - одна из основных причин экзогенных пожаров на угольных шахтах: на их долю приходится около 30% от общего числа таких пожаров. Изучение причин и мест возникновения пожаров на ленточных конвейерах подтверждает вывод о том, что конвейер пожароопасен по всей длине: так пожары происходят на приводных станциях (64 %), на натяжных станциях (10,8 %) и на линейной части конвейера (25,2 %). Если возгорания на приводных и натяжных станциях более или менее надежно контролируются точечными датчиками температуры, то защита линейной части конвейера такими датчиками является проблематичной в виду большой протяженности конвейерных линий и непредсказуемости вероятных мест возгорания. Эта проблема может быть решена созданием тепловых датчиков линейного типа, способных контролировать температуру по всей длине конвейера. Притом, что, безусловно, актуальной остается задача комплектования шахт негорючими конвейерными лентами, электрическими кабелями и другими изделиями, как того требуют Правила безопасности.

Необходимость обнаруживать пожары в ранней стадии и в любой точке по длине конвейера привела к созданию термокабелей, которые представляют собой по существу непрерывный, распределенный по длине выработки пожарный извещатель. Созданные и используемые в промышленности образцы термокабелей (например, "Алармлайн", "Протектовейер") генерируют предупредительный или аварийный сигнал при нагреве воздушной среды в конвейерной выработке до температуры, соответствующей плавлению изоляции металлических жил термокабеля.

Ленточный конвейер

В институте "Гипроуглеавтоматизация" на основе волоконно-оптической техники разработано линейное средство контроля температуры, которое способно не только генерировать сигнал о начавшемся пожаре при достижении температуры воздушной среды аварийного уровня, но и обеспечить постоянный мониторинг температуры во всем диапазоне её реальных изменений. Это позволяет более надежно и своевременно диагностировать процессы возгорания на ранней стадии.

В последние годы предпринимались попытки создания систем температурного мониторинга подземных выработок с помощью средств волоконно-оптической техники [1,2]. При этом отмечалась необходимость установления научно и экспериментально обоснованных критериев опасных температурных изменений, повышения прочности и защиты оптического волокна, а также создания соответствующего программного обеспечения.

Разработанное нами на базе волоконно-оптического кабеля устройство (далее по тексту - термокабель) представляет собой многоканальную измерительную систему, в которой волоконный световод является одновременно и средой передачи информации и совокупностью чувствительных элементов, реагирующих на изменения температуры окружающей воздушной среды в каждом из измерительных участков конвейерной выработки. При этом формируется сигнал, несущий информацию о номере участка по длине выработки и температуре воздушной среды в пределах этого участка (каждому участку соответствует волоконно-оптический канал в 20 погонных метров термокабеля). Термокабель осуществляет непрерывный автоматический дистанционный контроль распределения температуры вдоль конвейера, вырабатывает цифровой унифицированный сигнал, пропорциональный измеряемой температуре и производит ввод этого сигнала в компьютерную сеть сбора информации; подает команды управления при нагревании элементов конвейера до предупредительного и (или) аварийного уровня, а также при превышении предельного значения интенсивности нагрева.