System Monitorowania Głowicy Urabiającej Kombajnu Chodnikowego typu MINOS-2

System Monitorowania Głowicy Urabiającej Kombajnu Chodnikowego typu MINOS-2 Zakład Montażu Urządzeń Elektronicznych www.zmue.eu

SPIS TREŚCI SYSTEM MONITOROWANIA GŁOWICY URABIAJĄCEJ KOMBAJNU CHODNIKOWEGO typu MINOS-2.. 3 CERTYFIKATY.......................... 4 SYSTEM MINOS-2 W SKRÓCIE........................ 4 MODUŁ WYŚWIETLACZA MW-2...................... 5 CZUJNIK KĄTA CK-1......................... 6 CZUJNIK NIWELACJI CN-1....................... 7 CZUJNIK POŁOŻENIA KOMBAJNU CPK-2................... 8 WSKAŹNIK LASEROWY PGWL-1..................... 9 ODBŁYŚNIKI........................... 10 PIONY GÓRNICZE "GODZINY"...................... 11 MONTAŻ SYSTEMU NA KOMBAJNIE AM-50.................. 12 MONTAŻ SYSTEMU NA KOMBAJNIE AM-75.................. 13 Zakład Montażu Urządzeń Elektronicznych www.zmue.eu

Zakład Montażu Urządzeń Elektronicznych powstał w 1989 roku. Firma zajmuje się produkcją przyrządów opartych na nowoczesnych rozwiązaniach konstrukcyjnych oraz technologicznych. Specjalizuje się w produkcji i konstrukcji urządzeń budowy specjalnej stosowanych w górnictwie, chemii, petrochemii, energetyce itp. SYSTEM MONITOROWANIA GŁOWICY URABIAJĄCEJ KOMBAJNU CHODNIKOWEGO typu MINOS-2 System Monitorowania Głowicy Urabiającej Kombajnu Chodnikowego MINOS-2 usprawnia w istotny sposób wykonanie poprawnego wyłomu w caliźnie pod żądaną obudowę. System informuje kombajnistę o zbliżaniu się organu urabiającego do granicy ustalonego wycięcia, jak również o odchyleniach od pionu, poziomu i osi wyrobiska. Dzięki systemowi MINOS-2 - bez angażowania dodatkowych ludzi w strefach szczególnie niebezpiecznych - uzyskuje się precyzyjny i zgodny z normą obrys. MINOS-2 może być zamontowany na wszystkich kombajnach chodnikowych stosowanych w górnictwie. Elementy składające się na system MINOS-2: moduł wyświetlacza MW-2 czujniki: kąta CK-1 (pion) kąta CK-1 (poziom) niwelacji CN-1 położenia kombajnu CPK-2 PROWADZENIE ORGANU WG ZADANEJ OBUDOWY PROWADZENIE KOMBAJNU WG ZADANEJ NIWELACJI ESC PROWADZENIE KOMBAJNU W OSI WYROBISKA tzw. "godziny" a l 1 α l 2 wyrobisko 2 2 2 zgodnie z twierdzeniem Carnota: a =l 1 +l2-2l1l2cosα 3

CERTYFIKATY System Monitorowania Głowicy Urabiającej Kombajnu Chodnikowego MINOS-2 jest przeznaczony do stosowania w polach niemetanowych oraz metanowych zakładów górniczych, w wyrobiskach zaliczanych do stopnia a, b lub c niebezpieczeństwa wybuchu metanu oraz klasy A lub B zagrożenia wybuchem pyłu węglowego. Konstrukcja systemu MINOS-2 spełnia wymagania nałożone na urządzenia grupy I kategorii M2, czyli zapewnia wysoki poziom bezpieczeństwa. Dzięki certyfikatom na poszczególne elementy system jest bardzo elastyczny w zastosowaniu, bowiem jest niezależnym, autonomicznym urządzeniem, które nie wchodzi w zakres sterowania i automatyki kombajnu jak również nie wchodzi w skład Zintegrowanego Systemu Przodkowego. NAZWA TYP NR CERTYFIKATU CECHA Moduł Wyświetlacza MW-2 FTZ Ú 08 ATEX 0257X I M2 Ex ib I Mb Czujnik Kąta CK-1 OBAC 06 ATEX 182 I M2 Ex d ib I Mb Czujnik Niwelacji CN-1 FTZ Ú 07 ATEX 0257 I M2 Ex ib I Mb Czujnik Położenia Kombajnu CPK-2 FTZ Ú 09 ATEX 0161X I M2 Ex d ib op is I Mb SYSTEM MINOS-2 W SKRÓCIE... Przeprowadzone podczas prawie rocznej eksploatacji próby pozwalają sformułować następujące wnioski: Poprawa bezpieczeństwa pracy poprzez wycofanie ze strefy niebezpiecznej - przy organie urabiającym - przodowego Czas urabiania calizny ulega skróceniu, co wpływa na zwiększenie wydajności pracy Zdecydowana poprawa jakości wykonywanego wyrobiska poprzez utrzymanie kierunku i niwelacji Ustawienie odrzwi obudowy drążonego wyrobiska ulega skróceniu przy jednoczesnej poprawie jakości wykonania Eliminacja błędów w prowadzeniu kombajnu wydłuża okresy eksploatacji kombajnu między remontami Oprogramowanie systemu umożliwia selekcję najlepszych kombajnistów 4

MODUŁ WYŚWIETLACZA MW-2 Moduł Wyświetlacza MW-2 stanowi punkt wiążący dla pozostałych elementów systemu MINOS-2, bowiem pokazuje na ekranie w sposób graficzny i animowany działanie czujników: kąta CK-1 w postaci organu urabiającego na tle zadanego wyłomu, niwelacji CN-1 w postaci ikony kombajnu ukazanego z boku wraz z informacjami na temat zadanej i aktualnej niwelacji, położenia kombajnu CPK-2 w postaci ikony kombajnu ukazanego z góry wraz z informacjami na temat położenia osi kombajnu względem osi wyrobiska. Wszelkie operacje typu dobór obudowy czyli rozmiar oraz rodzaj przekroju, zadana niwelacja lub kierunek można ustawić za pomocą klawiatury. Moduł Wyświetlacza MW-2 jest montowany na pulpicie kombajnisty w dodatkowej osłonie wykonanej ze stali. Stabilna i prosta konstrukcja powoduje, że urządzenie jest niezawodne w warunkach pracy kombajnu na dole. PARAMETRY TECHNICZNE MODUŁU WYŚWIETLACZA MW-2 Dokładność wskazywania: 20 mm Napięcie zasilania: 12V Maksymalny prąd zasilania: 0,5 A Przekątna ekranu: 7,5'' Rozdzielczość ekranu: 640 480 px Temperatura otoczenia: -10 +40 C Maks. wilgotność względna: 95% Waga: ~4 kg Stopień ochrony obudowy: IP 65/IP54 Cecha budowy przeciwwybuchowej: I M2 Ex ib I Mb Obudowa modułu MW-2 jest wykonana z blach stalowych nierdzewnych lub zwykłych, cynkowanych. W module, za szybą z poliwęglanu bądź hartowanego szkła, jest umieszczony graficzny wyświetlacz LCD w wykonaniu iskrobezpiecznym o przekątnej 7,5''. Układ mikroprocesorowy wylicza położenie organu na podstawie danych odczytanych z czujników i wyświetla współrzędne na wyświetlaczu LCD. Moduł MW-2 jest zasilany z dowolnego zasilacza iskrobezpiecznego kategorii co najmniej I M2, o parametrach wyjściowych Uo=16V Io=2A (Un=15V i In 1,5A) i poziomie zabezpieczenia ib. Kabel łączący zasilacz z modułem jest prefabrykowany przez producenta. Maksymalna długość kabla nie może przekraczać 20 m. 5

CZUJNIK KĄTA CK-1 Czujnik Kąta CK-1 umożliwia prawidłowe prowadzenie organu urabiającego kombajnu chodnikowego przy wykonywaniu wyłomu poprzez przetwarzanie kąta odchylenia głowicy urabiającej względem kombajnu na wartość cyfrową. Z uwagi na to, iż moduł ten pobiera dane z płaszczyzn: poziomej i pionowej, należy stosować dwa czujniki CK-1 obsługujące oś X i oś Y. Są one montowane na obrotnicy kombajnu. Zbierane w trakcie pracy kombajnu dane są na bieżąco przetwarzane i jednocześnie ukazywane na ekranie modułu MW-2 w postaci animowanej grafiki organu kombajnu wykonującego wyłom. W przypadku, gdy kombajnista wyjeżdża organem poza zadany obrys, system efektywnie informuje pracownika o tym fakcie poprzez wizualizację na ekranie. Czujnik Kąta CK-1 współpracuje z dowolnym kombajnem chodnikowym po dostosowaniu konstrukcji mechanicznej elementu mocującego czujnik. PARAMETRY TECHNICZNE CZUJNIKA KĄTA CK-1 Dokładność wskazywania: 4096 imp/obr. Napięcie zasilania: 12V Maksymalny prąd zasilania: 0,2 A Temperatura otoczenia: -20 +40 C Wilgotność względna: maks. 95% Waga: 3 kg Stopień ochrony obudowy: IP 54 Cecha budowy przeciwwybuchowej: I M2 Ex d ib I Mb Czujnik składa się ze stalowej obudowy w wykonaniu ognioszczelnym, przetwornika kąta oraz modułu transmitera, dostosowującego wyjście do wymagań iskrobezpieczeństwa. Czujniki CK-1 są połączone z modułem MW-2 za pomocą kabli czterożyłowych, zakończonych wtyczkami. Urządzenie jest dostarczane przez producenta kompletne, gotowe do montażu na kombajnie. Rozmieszczenie elementów, ich mocowanie oraz prowadzenie przewodów sygnałowych jest uzgadniane każdorazowo z producentem kombajnu. 6

CZUJNIK NIWELACJI CN-1 Czujnik Niwelacji CN-1 umożliwia kontrolę nachylenia kombajnu. Urządzenie pozwala prowadzić kombajn zarówno według zadanej niwelacji jak i za pokładem. Tak jak w przypadku czujnika kąta CK-1 dane są przedstawione w formie animowanej grafiki na ekranie MW-2, a w sytuacji, gdy następuje anomalia system również o tym informuje. Montaż CN-1 na kombajnie chodnikowym nie stanowi problemu, bowiem nie zostaje naruszona integralność kombajnu. Czujnik może współpracować z dowolnym komputerem, ponieważ przetwarza nachylenie kombajnu względem poziomu ziemi na wartość cyfrową. PARAMETRY TECHNICZNE CZUJNIKA NIWELACJI CN-1 Dokładność wskazywania: 0,10 Napięcie zasilania: 12V Maksymalny prąd zasilania: 0,2 A Temperatura otoczenia: -20 +40 C Maks. wilgotność względna: 95% Waga: 3 kg Stopień ochrony obudowy: IP 54 Cecha budowy przeciwwybuchowej: I M2 Ex ib I Mb Czujnik składa się ze stalowej obudowy oraz płytki obwodu drukowanego z układami przetwarzającymi sygnał pochylenia względem poziomu na postać szeregową i dostosowującego wyjście do wymagań iskrobezpieczeństwa. Urządzenie jest dostarczane przez producenta kompletne, gotowe do montażu na kombajnie. Rozmieszczenie elementów, ich mocowanie oraz prowadzenie przewodów sygnałowych jest uzgadniane każdorazowo z producentem kombajnu. 7

CZUJNIK POŁOŻENIA KOMBAJNU CPK-2 Czujnik Położenia Kombajnu CPK-2 jest najważniejszym elementem systemu, gdyż niezależnie od pozycji w jakiej znajduje się kombajn, można wykonać idealny wyłom pod zadaną obudowę. Pomiar położenia kombajnu dokonywany jest względem ociosu kierunkowego drążonego chodnika przy pomocy dalmierza laserowego. W ten sposób można określić oś kombajnu względem osi prowadzonego wyrobiska. Sprzęgnięcie tej informacji z informacjami z czujników CK-1 i CN-1 pozwala precyzyjnie prowadzić chodnik teoretycznie na odcinku 100 m odchylenie od osi wyrobiska mieści się w granicach 29 cm. Czujnik Położenia Kombajnu CPK-2 tak jak pozostałe elementy systemu współpracuje z modułem wyświetlacza MW-2, na ekranie którego położenie kombajnu jest przedstawione animowaną grafiką. Czujnik CPK-2 montuje się na kombajnie bez konieczności ingerencji w konstrukcję maszyny. Czujnik może współpracować z dowolnym komputerem. PARAMETRY TECHNICZNE CZUJNIKA POŁOŻENIA KOMBAJNU CPK-2 Dokładność teoretyczna wskazań 20 mm Dokładność wskazywania kąta 8' Napięcie zasilania 15 V Maksymalny prąd zasilania 0,80 A Temperatura otoczenia -10 +40 C Maksymalna wilgotność względna 95% Waga 10 kg Stopień ochrony obudowy IP 65 Cecha budowy I M2 Ex d ib op is I Mb Obudowa czujnika CPK-2 jest wykonana z blach stalowych, cynkowanych. Układ mikroprocesorowy płyty głównej wylicza położenie kombajnu na podstawie danych dostarczonych z płyty lasera i wysyła przetworzone dane do modułu wyświetlacza MW-2. Kabel łączący czujnik CPK-2 ze skrzynką rozdzielczą jest prefabrykowany przez producenta. 8

WSKAŹNIK LASEROWY PGWL-1 Pojedynczy Górniczy Wskaźnik Laserowy PGWL-1 jest przeznaczony do stosowania w podziemnych wyrobiskach górniczych w celu wytyczania kierunku drążonego chodnika, poprzez precyzyjne ustawienie wiązki laserowej, zgodnie z zadanym kierunkiem. Wskaźnik spełnia wymagania nałożone na urządzenia budowy iskrobezpiecznej. Wskaźnik PGWL-1 można montować na dowolnym typie obudowy chodnikowej. PARAMETRY TECHNICZNE PGWL-1 Napięcie zasilania: 3.6 V Napięcie ładowania: 5 V Prąd ładowania: 0.2 A Temperatura otoczenia: -10 +40 C Wilgotność względna: maks. 95% Waga: 0.5 kg Stopień ochrony obudowy: IP 65 Cecha budowy przeciwwybuchowej: I M1 Ex ia op is I Ma Parametry wejściowe i wyjściowe PGWL-1: Wyjście optyczne: Pmax < 10 mw wg. EN 60079-28 Um = 6V wejście zasilania Wskaźnik jest wykonany w formie walca stalowego ze szklanym, okrągłym oknem na przedniej, płaskiej części obudowy. Klawisz włączania i wyłączania oraz gniazdo ładowania umieszczono na tylnej, płaskiej ściance obudowy. Dołączany uchwyt umożliwia precyzyjne ustawienie wiązki laserowej za pomocą śrub regulacyjnych. Obudowa wskaźnika PGWL-1 jest wykonana z stali ST-3 ocynkowanej lub malowanej proszkowo. 9

ODBŁYŚNIKI Do prawidłowego działania systemu MINOS-2 niezbędne są 3 płyty pokryte materiałem odblaskowym, tzw. odbłyśniki, mocowane na kolejnych łukach obudowy za pomocą specjalnych uchwytów. Pierwszy odbłyśnik musi być zamontowany ok. 2,5 m licząc od pierwszego łuku przodka (np, na czwartym łuku obudowy dla odstępów 0,8 m) a kolejne dwa w odległości ok. 3 i 4 m (np. na piątym i szóstym dla odstępów 0,8 m). Odbłyśniki należy montować po tej samej stronie, po której został zamontowany czujnik CPK-2. PROCEDURA OBSŁUGI I MONTAŻU ODBŁYŚNIKÓW Po zabudowaniu kolejnej obudowy łukowej w trakcie postępu robót, należy zdemontować odbłyśnik najbardziej oddalony od czoła przodka i zamontować przed pierwszym, tak aby odbłyśnik będący najbliżej przodka był zamontowany zawsze ok. 2,5 m licząc od pierwszego łuku. Montaż i demontaż odbłyśnika przeprowadza się za pomocą jednej śruby. USTAWIANIE ODBŁYŚNIKÓW Wszystkie powierzchnie odblaskowe odbłyśników muszą znajdować się w jednej, pionowej płaszczyźnie, równoległej do linii wyznaczonej przez piony górnicze tzw. godziny. Odległość między linią godzin a płaszczyzną odbłyśników musi być stała. Do regulacji odbłyśników służą dwie śruby: śruba rzymska do regulacji kąta i śruba do regulacji przesunięcia odbłyśnika. Prawidłowe ustawienie odbłyśników jest warunkiem poprawnej pracy systemu MINOS-2. 10

PIONY GÓRNICZE "GODZINY" ZASTOSOWANIE WSKAŹNIKA PGWL-1 W CHODNIKU Piony górnicze tzw. godziny Łuk obudowy Wskaźnik Laserowy PGWL-1 11

MONTAŻ SYSTEMU NA KOMBAJNIE AM-50 czujnik kąta CK-1 (Y) czujnik kąta CK-1 (X) czujnik położenia kombajnu CPK-2 czujnik niwelacji CN-1 moduł wyświetlacza MW-2 12

MONTAŻ SYSTEMU NA KOMBAJNIE AM-75 czujnik kąta CK-1 (Y) czujnik kąta CK-1 (X) czujnik położenia kombajnu CPK-2 moduł wyświetlacza MW-2 czujnik niwelacji CN-1 13