Анотація до роботи:

Казаков В.О. Способи і засоби забезпечення безпеки аварійного радіооповіщення з використанням броньованих кабелів зв’язку у вугільних шахтах. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.26.01 - Охорона праці. - Державний Макіївський науково-дослідний інститут з безпеки робіт у гірничій промисловості, Макіївка, 2004 р.

У дисертації дане наукове обґрунтування умов безпечного використання шахтного кабелю зв'язку, броня якого заземлена, як направляючого провідника системи аварійного радіооповіщення в умовах виробок вугільних шахт.

Поставлена задача вирішена шляхом використання високочастотної розв'язки броні цього кабелю від заземлювачів за допомогою включення в ланцюг останніх індуктивних елементів.

Розроблено математичну модель оцінки небезпеки іскроутворення в ланцюзі заземлення броні кабелю зв'язку високочастотний дросель, зашунтований діодами. Встановлено безпечну величину індуктивності дроселя, при якій рівень безпеки ланцюга заземлення броні такого кабелю не порушиться.

Встановлені гранично припустимі за критеріями іскробезпеки і нешкідливості для здоров'я шахтарів величини потужності передавачів шахтарських стаціонарної і портативних радіостанцій.

Розроблено вимоги до системи загальношахтного аварійного оповіщення на основі портативних радіостанцій і комплект мобільного радіозв'язку й аварійного оповіщення КЗАО.

У дисертаційній роботі отримане рішення актуальної науково - технічної задачі по забезпеченню безпечної й ефективної роботи радіооповіщення по телефонних кабелях із заземленою бронею у вугільній шахті.

Основні наукові і практичні результати роботи полягають в наступному:

1. Встановлено, що дросель із шунтуючими діодами, включений у ланцюг заземлення броні телефонного кабелю для високочастотної розв'язки цієї броні від заземлювача, під час перехідних процесів поводиться як додаткове джерело напруги величиною 0,7 В з часом дії, порівнянним із критичним часом розряду в метано - повітряної суміші. При цьому енергія, що виділяється в зовнішній ланцюг, по величині менше мінімальної займистої для цієї суміші енергії.

2. Доведено, що при включенні в ланцюг заземлення броні кабелю зв'язку довжиною до 10 км дроселя з індуктивністю до 7 мГн, зашунтованого діодами, рівень безпеки такого ланцюга не порушиться.

3. Виявлено, що визначальним фактором у виборі припустимий потужності передавача стаціонарної радіостанції, що підключається до лінії зв'язку по жилах шахтних телефонних кабелів, є іскробезпека такої лінії. При живленні лінійних пристроїв від джерела постійної напруги 27 В в шахтну лінію зв'язку, організовану по жилах кабелю довжиною до 10 км, припустимо подавати високочастотний сигнал потужністю до 5 Вт.

4. Доведено, що припустима потужність передавача шахтарської портативної радіостанції повинна встановлюватися з урахуванням двох критеріїв: іскробезпеки електричних ланцюгів антени і нешкідливості випромінювання для здоров'я користувача. Для передавача портативної радіостанції з напругою живлення 9 В, з індуктивністю резонансного контуру 0,6 мГн (діапазон довгих хвиль) і розміщенням обмоток антени в діелектричній оболонці радіусом 1,2 см величина припустимої потужності складе 2,5 Вт.

5. Установлено, що шахтні броньовані телефонні кабелі можна використовувати у загальношахтних високочастотних системах аварійного оповіщення і технологічного зв'язку. Безпосередньо для радіозв’язку із шахтарями, екіпірованими портативними радіостанціями, доцільно використовувати короткі (до 1 км) ділянки лінії зв'язку, організованої по броні кабелів. Для передачі радіосигналу по всій мережі виробок шахти необхідно використовувати ланцюги по жилах кабелів. Передачу повідомлень від шахтарів з портативними радіостанціями до диспетчера необхідно здійснювати з застосуванням додаткових підключених до броні підсилювальних пристроїв (лінійних підсилювачів, приймачів і т.д.) з використанням ланцюгів по жилах кабелів.

6. Показано, що для усунення ефекту погіршення зв'язку в лініях по броні кабелю, замкнутих на землю на кінцях, доцільно кінці таких ліній заземлювати через резонансні іскробезпечні навантажувальні пристрої.

7. Розроблено функціональні вимоги до системи загальношахтного аварійного оповіщення на основі портативних радіостанцій.

8. Концерном "Весна" (м. Дніпропетровськ) і МакНДІ (м. Макіївка) розроблений і виготовлений дослідний зразок комплекту мобільного радіозв'язку й аварійного оповіщення КЗАО. Проведені приймальні випробування.

9. Застосування комплексу КЗАО дає соціальний ефект, що полягає в підвищенні ефективності й оперативності оповіщення про аварію підземних робітників, розосереджених по мережі гірничих виробок. Комплекс також сприяє підвищенню безпеки ремонтних і профілактичних робіт у гірничих виробках, оперативності керування гірничим виробництвом.

Публікації автора:

1. Казаков В.О., Колосюк В.П., Бабков С.В. Дослідження умов іскробезпечного застосування високочастотних дроселів і трансформаторів у ланцюзі заземлення. // Способи і засоби створення безпечних і здорових умов труда у вугільних шахтах. Зб. науков. пр. Макіївка: МакНДІ. - 1998. - C. 334-343.

2. Казаков В.О., Бабков С.В., Рівенко В.Г. Облік впливу параметрів кабелів, використовуваних у системі шахтного радіозв'язку, на енергію іскри в ланцюзі заземлення броні й екранів цих кабелів. //Способи і засоби створення безпечних і здорових умов праці у вугільних шахтах. Зб. науков. пр. Макіївка: МакНДІ. - 2000. - C. 102-118.

3. Казаков В.О., Бабков С.В., Орлов С.М., Редзіо О.Г. Експериментальні дослідження втрат при передачі радіосигналу по гірничих виробках уздовж направляючого провідника при його аварійних станах. // Безпечна експлуатація електромеханічного устаткування в шахтах. Зб. науков. пр. Макіївка: МакНДІ. - 1991. - C. 79-84.

4. Казаков В.О., Кременєв О.Г. Про вибір системи загальшахтного аварійного оповіщення і зв'язку. // Безпечна експлуатація електромеханічного устаткування в шахтах. / Зб. науков. пр. Макіївка: МакНДІ. - 1992. - C. 35-43.

5. Казаков В.О., Бабков С.В., Редзіо О.Г. Про дальність телефонного радіозв'язку в підземних гірничих виробках. / Вугілля України. - 1992. - №1. - С. 34 - 36.

6. Казаков В.О., Бабков С.В. Розробка фізичної моделі шахтної лінії високочастотного зв'язку. // Способи і засоби створення безпечних і здорових умов праці у вугільних шатах. Зб. науков. пр. Макіївка: МакНДІ. - 1999. - С. 46-52.

7. Казаков В.О., Бабков С.В. Про біологічну безпеку радіостанцій "Весна - НШ". / Вугілля України. - 1999. - №7. - C. 30-31.

8. Казаков В.О. Оцінка ефективності застосування броньованих кабелів зв'язку в системах загальшахтного аварійного оповіщення. // Способи і засоби створення безпечних і здорових умов праці у вугільних шахтах. Зб. науков. пр. МакНДІ. - 2002. - C. 117-125.

9. Казаков В.О. Дослідження екрануючої дії броні шахтного кабелю зв'язку. //Способи і засоби створення безпечних і здорових умов праці у вугільних шахтах. Зб. науков. пр. Макіївка: МакНДІ. - 2001. – C. 297-306.

10. Патент №2058669 Росія, МКІ 6H04B3/36, H03F3/62. Пристрій двохспрямованого посилення сигналів для двохпровідної лінії. /Казаков В.О., Кременєв О.Г., Редзіо О.Г., Зиков А.П – 5 с. Пріоритет 23.07.91; Зарегис. 20.04.96 // Бюл. №11, 1996.

11. Казаков В.О. Кременев О.Г. Удосконалювання радіозв'язку по супутніх провідниках у вугільних шахтах. //Безпечна експлуатація електромеханічного устаткування в шахтах. Зб. науков. пр. Макіївка: МакНДІ. - 1990. - С. 122-126.

12. Патент №57464А Україна, МКІ Е21F9/00. Іскробезпечний навантажувальний пристрій для шахтного високочастотного зв'язку. /Казаков В.О., Коптиков В.П., Бабков С.В. – 4 с. Пріоритет 24.10.2002; Зарегис. 16.06.2003. // Бюл. №6, 2003.

Особистий внесок автора в роботах, опублікованих у співавторстві, складається в доробці методики розрахунку умов іскроутворення в ланцюзі заземлення броні кабелю через індуктивність [1] з урахуванням впливу на ці умови параметрів кабельної лінії [2]; в аналізі результатів експериментальних досліджень по вивченню особливостей поширення радіосигналу по шахтній кабельній лінії [3]; обґрунтуванні вимог і виборі структурної схеми загальшахтного аварійного радіооповіщення [4]; розробці методики розрахунку дальності індуктивного радіозв'язку в шахті [5]; визначенні параметрів шахтної лінії зв'язку і її електричної схеми заміщення [6]; розробці методики розрахунку величини безпечного значення напруженості магнітного поля всередині випромінюючої рамки портативної радіостанції [7]; принципів роботи і схем двохспрямованого лінійного підсилювача [10]; індикатора наявності умов радіозв'язку в шахті [11] і навантажувального пристрою в ланцюзі заземлення броні кабелю [12].