Электротехника и радиоэлектроника

Молоковский И.А.

Донецкий Национальный Технический Университет

Анализ современных средств связи в угольных шахтах и очистных забоях.

Системы шахтной связи можно условно разделить на два типа: системы телефонной связи и системы технологической связи.

К системам телефонной связи относятся учрежденческая телефонная станция (автоматическая или ручная), система обеспечения искробезопасности телефонных линий в шахте, диспетчерский коммутатор и система громкоговорящего оповещения об аварии.

К системам технологической связи относятся системы стволовой, поездной, конвейерной и участковой (комбайновой) связи.

Условность разделения заключается в том, что в настоящее время за счет использования современных технологий появилась возможность объединять все эти системы в одну общешахтную сеть связи (например, горный диспетчер имеет возможность выйти на технологическую сеть и оперативно вмешаться в технологический процесс).

В настоящее время из систем телефонной связи, представленных на рынке, можно выделить следующие системы: комплекс ШТСИ, комплекс CAT и комплекс DGT. Все эти системы используются для организации искробезопасной телефонной и диспетчерской связи в шахте, а также обеспечивают аварийное и громкоговорящее оповещение. Рассмотрим более подробно каждую из систем.

Комплекс ШТСИ представляет собой диспетчерский коммутатор, который работает с любым типом автоматической и ручной телефонной станции и обеспечивает искробезопасность подземных линий связи.

При использовании комплекса ШТСИ горный диспетчер имеет возможность:

• посылать прямой вызов абоненту;

• контролировать состояние линий связи в шахте;

• включаться в разговор подземных абонентов и, в случае необходимости, разрывать их соединение;

• посылать вызов группе абонентов (количество абонентов в группе неограниченно);

• соединять несколько абонентов в конференцсвязь (через свое рабочее место) причем как выборочно, нажимая кнопки необходимых абонентов, так и выбором заранее определенной группы;

• прослушивать производственные шумы; посылать аварийный сигнал как одному, так и группе абонентов;

• делать объявления по громкой связи;

• включаться в сеть технологической связи.

При использовании Комплекса ШТСИ диспетчер имеет возможность выходить на сети технологической связи (в частности КУЗ, КУТС)

Комплекс ШТСИ также обеспечивает:

• запись всех переговоров диспетчера и защиту записей от преднамеренного (или непреднамеренного) удаления;

• автоматическую защиту от сбоев в работе системы;

• контроль наличия и работоспособности телефонных аппаратов;

• фиксацию всех состояний линий связи и результатов тестов каналов;

• возможность гибкого назначения кнопок пульта горного диспетчера;

• использование нескольких пультов.

Количество абонентов - до 640, количество пультов - до 4-х. К достоинствам комплекса следует также отнести:

• универсальность абонентских блоков;

• возможность простого выбора диспетчером, при нескольких одновременно звонящих абонентах, нужного;

• улучшенные технические характеристики (возможность работы на «плохих» линиях связи);

• использование методики «распределенного процессора» (выход со строя какой либо части комплекса не влияет на работу остальных);

• простоту диагностики неисправностей;

• а также то, что комплекс разработан Российско-Украинским предприятием и производится в России и на Украине.

Еще следует отметить конструктивную особенность телефонных аппаратов комплекса ШТСИ - отсутствие движущихся частей внутри корпуса, что обеспечивает повышенную герметичность корпуса и, соответственно, надежность аппарата.

Комплекс CAT - диспетчерский коммутатор, выполненный на базе электронной АТС «CORAL FlexiCom» Израильского производства. Выполняет основные функции, как и комплекс ШТСИ, но рассчитан для работы с современными типами АТС.

Для подключения к АТС старого образца используются специальные переходные блоки, что усложняет конструкцию комплекса и сказывается на его надежности.

Также к недостаткам можно отнести использование в качестве пульта горного диспетчера (ПГД) монитора с функцией «тач-скрин» (чувствительность к прикосновению), что тоже сильно снижает надежность системы (отказ компьютера диспетчера, так называемого автоматического рабочего места - АРМ) приведет к отказу пульта и сбою в работе службы горного диспетчера.

Недостаточно проработано и программное обеспечение комплекса (при нескольких звонящих абонентах диспетчеру приходится долго перебирать очередность абонентов, теряя оперативность в работе).

Использование телефонных аппаратов Польского производства с дополнительным аккумулятором (в случае продолжительного обрыва линии связи телефонный аппарат нужно выдавать на поверхность шахты и заряжать аккумулятор от отдельного источника), а также наличие движущихся частей (рычаг рычажного переключателя телефонного аппарата, снижающий герметичность корпуса), влияние полярности линии на работоспособность телефонного аппарата, использование в конструкции комплекса готовых решений от различных зарубежных производителей, отсутствие универсальности абонентских блоков, сложность в наладке и текущей эксплуатации комплекса (требует высококвалифицированного обслуживающего персонала) также нельзя отнести к достоинствам комплекса.

При использовании CAT отсутствует защита записей переговоров от «злого умысла». Достоинство данной системы - встроенная возможность передачи данных от дискретных датчиков по существующей линии связи. Использование дуплексной громкоговорящей связи сложно оценить, т.к. остается открытым вопрос о подавлении помех в сильно зашумленных выработках, в тех же выработках, где уровень шума низкий - это несомненное достоинство системы CAT. Максимальное количество линий -192. Максимальное количество пультов - 4. Максимальное количество абонентов в группе - 3.

Комплекс DGT -диспетчерский коммутатор, выполненный на базе электронной АТС DGT 3450. Страна производитель - Польша. Система подобна системе CAT, все коммутации с диспетчерским пультом производит АТС, диспетчерский пульт представляет по сути системный цифровой телефонный терминал или АРМ с монитором «тач-скрин».

Система не рассчитана на работу с другими типами АТС, не поддерживает функцию громкоговорящего оповещения в шахте, не имеет возможности выхода на технологическую сеть связи. Данная система представляет собой обычную электронную АТС со встроенным барьером искрозащиты, «диспетчерский пульт» - обыкновенный системный телефонный терминал и выполняет все те же функции, в случае применения в качестве пульта монитора с «тач-скрином» ему присущи все те же недостатки, что и в системе CAT.

Хочется отметить сложность в работе с пультом, наладки и обслуживания системы, что, как и в случае с системой CAT, требует высококвалифицированного обслуживающего персонала.

Из представленных на рынке шахтной связи в настоящее время систем технологической связи можно отметить следующие системы:

Аппаратура «ШСС» предназначена для координации действий персонала, обслуживающего подъемную установку при выполнении операций по: спуску-подъему людей, груза, оборудования. Используется для работы в районах с умеренным и холодным климатом на вертикальных подъемных установках всех типов и назначений с высотой подъема до 2000 м в шахтах, опасных по газу и пыли, а также по внезапным выбросам угля, породы и газа. В зависимости от вида шахтных подъемных установок аппаратура ШСС-1 имеет две модификации:

ШСС-1К - для клетьевого подъема с числом горизонтов до семи при двух приемных площадках и машинном отделении - 28 вариантов исполнения.

ШСС-1С - для скипового подъема с числом горизонтов до трех, с двумя площадками и машинным отделением - 3 варианта исполнения.

Аппаратура «СШСС» предназначена для оперативной сигнализации и связи между машинистом шахтного подъема и персоналом на подъемном сосуде при ведении осмотровых и ремонтных работ в вертикальных шахтных стволах, а на клетевых подъёмных установках и для связи между машинистом подъёма и пассажирами в клети в случае экстремальных ситуаций.

Система имеет две модификации СШСС. 1.1 и СШСС. 1.2, работающие на несущих частотах 130 и 160 кГц.

Аппаратура УАСС-3 (универсальная сигнализации и связи) предназначена для обеспечения ремонтной сигнализации и связи между сигналистом в подъемном сосуде и машинистом подъемной машины, установленной на поверхности, на стадии эксплуатации вертикального ствола, имеющего выход на поверхность.

Аппаратура предназначена для работы на несущих радиочастотах 130 или 160 кГц, что дает возможность одновременного обслуживания двух вертикальных подъемных установок, находящихся в одном стволе без взаимного влияния.

Аппаратура ГСШ (громкоговорящей связи) предназначена для оперативного руководства диспетчером при помощи громкоговорящей связи производственными процессами в руддворе, на поверхности шахт и обогатительных фабриках.

Аппаратура громкоговорящей связи ГСШ работоспособна при температуре окружающей среды от 0°С до 40°С; при относительной влажности окружающего воздуха при 35°С 100%, а при 25°С - 80%.

Комплекс «Талнах» предназначен для построения излучающей кабельной сети, обеспечивающей функционирование систем радиосвязи и автоматизированных систем дистанционного управления различного назначения в подземной части шахт и рудников, в том числе опасных по пыли и газу.

Комплекс «Талнах» работу системы конвенциональной радиосвязи:

• работу системы транкинговой радиосвязи стандарта МРТ 1327 (с реализацией всех функций, поддерживаемых данным протоколом);

• работу системы персонального радиовызова;

• работу систем аналогового и цифрового промышленного телевидения;

• организацию высокоскоростных (до 4 Мбит/с) каналов передачи данных от стационарных объектов;

• работу системы табельного учета и позиционирования персонала и техники;

• организацию дуплексных каналов передачи данных со скоростью до 64 кбит/с с интерфейсом RS-485;

• сбор телеметрической информации о работе линейного оборудования комплекса.

Оборудование комплекса «Талнах» обеспечивает возможность развития и модернизации сетей подземной радиосвязи, построенных с использованием оборудования системы подземной радиосвязи МСА1000 производства Minecom Australia Pty. Ltd., Австралия, а также других систем подземной радиосвязи, использующих частотный диапазон 40... 185 МГц.

Недостатком комплекса является применив специализированного коаксиального кабеля и, соответственно, очень высокая стоимость оборудования, а также сложность в обслуживании кабельной линии связи, применение специализированных соединительных и переходных муфт, высокие профессиональные требования к обслуживающему персоналу.

Комплекс технологической связи (КТС) представляет собой систему подобную КУЗ, и предназначен для аварийного вызова диспетчера и оповещения горнорабочих на их рабочих местах в горных выработках всех категорий шахт, а также для шахт, опасных по внезапным выбросам и сверхкатегорным.

КТС выполняет следующие функции:

• двустороннюю проводную связь между абонентами добычного и проходческого забоев, а также участковых штреков;

• аварийный вызов диспетчера, а также переговоры между диспетчером и участком по инициативе диспетчера;

• подачу и контроль прохождения предупредительного сигнала перед включением горных машин и механизмов;

• подачу стоповых команд на остановку гонных машин и механизмов.

Комплекс состоит из тридцати абонентских постов, аппарата питания и контроля, кабельных перемычек. Аппарат питания и контроля соединяется с телефонной и радиосетями шахты для аварийной связи с диспетчером.

Комплекс устройств технологической связи для добычных, проходческих забоев и конвейерных линий с режимом аварийного оповещения КУТС является системой технологической связи нового поколения. Предназначен для двухсторонней громкоговорящей технологической связи в добычных, проходческих забоях, а также вдоль перегружателя, установленного под очистным забоем; радиосвязи со стационарными устройствами, расположенными на комбайне; подачи предупредительного сигнала перед включением забойных машин и перегружателя; дистанционного отключения конвейера и аварийного отключения забойного оборудования; дистанционного управления пускателями насосных станций с постов абонентских; аварийного вызова диспетчера с постов абонентских и выносных пультов; аварийного оповещения персонала работающего в забое (при наличии АТС с соответствующим комплексом аппаратных и программных средств).

Область применения комплекса: очистные забои шахт, в том числе опасные по газу и пыли, внезапным выбросам угля и газа на пластах пологого и наклонного падения, оборудованные механизированными комплексами или индивидуальной крепью, системой освещения, а также крутого падения, оборудованные механизированными комплексами или щитовыми агрегатами с электроприводами.

На рынке представлено большое количество аппаратуры связи для работы в условиях угольных шахт. Наиболее совершенным и удобным в эксплуатации в системах телефонной связи является комплекс ШТСИ, а в системах производственно-технологической связи – комплексы «ТАЛНАХ» и «КУТС».

Существенными достоинствами комплекса ШТСИ по отношению к другим является его конструктивные особенности, а именно возможность подключения к АТС любого образца и отсутствие подвижных частей внутри корпуса, что влияет на надежность работы комплекса в целом.

Что касается комплексов «ТАЛНАХ» и «КУТС», то они представляют подход к связи с точки зрения беспроводной передачи информации, что на данный момент является преимуществом по отношению к другим.

Перечень ссылок:

1. Комплекс шахтной телефонной связи искробезопасный ШТСИ4/ Электронный ресурс. Способ доступа: URL:http://www.eurosvyaz.com.ua/dispatcher/INBIS/SHTSI4.html

2. Автоматгормаш им. В.А.Антипова / Электронный ресурс. Способ доступа: URL: http://ad5.bigmir.net/t.bbn?14702&5&f&8213846&hhttp%3A//3528. ukrindustrial.com/info.php%3Fblock%3Dhistory

3. Талнах - комплексный подход к автоматизации и связи на добывающем предприятии / Электронный ресурс. Способ доступа: URL: http://www.informind.ru/catalog/catalog_system_expo_4