автореферат диссертации по безопасности жизнедеятельности человека, 05.26.01, диссертация на тему:Научные основы, методы и средства оперативного контроля состава и параметров рудничной атмосферы

6. у

О ( и,

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ УКРАИНЫ ДНЕПРОПЕТРОВСКИЙ ГОРНЫЙ ИНСТИТУТ

втв» ьССЕ

На правах рукописи

ГОЛИНЬКО Василий Иванович

УДК 622.41.002.58-52

НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ, МЕТОДЫ И СРЕДСТВА

ОПЕРАТИВНОГО КОНТРОЛЯ СОСТАВА И ПАРАМЕТРОВ РУДНИЧНОЙ АТМОСФЕРЫ

Специальность 05.26.01 — * Охрана труда и пожарная безопасность»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Днепропетровск 1993

Рае ста ьпполлена в Днепропетровском горном институте

Научный консультант ло;с?ор технических наук, профессор Богко В.А.

ОфшДКЩЬИЫе оппоненты: -

локтор тблН'!чоск!к наук, профессор Бересневич П.В. поктог! технических наук, профессор Гагауз $.Г. гоктор' те':н:!чсск1зс наук, профессор Шеьелсь Г. А.

Ве пущее предприятие -Научно-пропзво,пет венное объешшение "Красный металлист"

Защите лиссерташш состоится " $ " __ 1993 г.

1 на заседании спешшлизпрованного соиета Д 068.08.02

ь Днепропетровском торном институте (320600,ГСП, г.Днепропетровск, 1-1, проспект Кзрлг Маркса, 19).

С диссеу/гоциеП ссе-по ознакомиться б библиотеке института.

чьторефернт разеСлан

4

1993 г.

Учештм секретг, . спеипнлизпрооанного соьета,

ОСЩАП ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Успешное решение проблемы обеспечения безопасных условий труда, снихешя уровня профессиональных заболеваний, управления проветриванием, своевременного обнаружения и ликвидации аварий но горных предприятиях невозможно без оперативного контроля рудничной атмосфера. Роль контроля особенно возрастает на современных горных предприятиях,характеризующихся сложными и протяженными вентилянионншч сетями, широким распространением буро-пзрив-ноЙ технологии, вое увеличипапщимся применением самоходного транспорта с двигателями внутреннего сгорания, резким ростом величины экономического ущерба при несвоевременном обнаружении и ликвидации аварии.

Существующая на горных предприятиях система контроля, основанная на периодическом лабораторном анализе пооб рудничного воздуха, не соответствует возросшим требованиям к системам контроля. Еысо-кая трудоемкость, разобщенность процессов отбора и обработки пробы, неоперативность, эпизодичность, низкая информативность а также влияние субъективного фактора на результаты контроля значительно снижают ценность лабораторного анализа как в плане контроля санитарно-гигиенических условий труда, так и в плане обнаружения развития аварийных ситуаций. Наличие такой систеиы в настоящее время >'^кет быть оправдано только отсутствием необходимых средств оперативного контроля, развитие которых приведет к неизбежному отрицанию явно устаревшей формы контроля.

Применение переносных приборов эпизодического действия позволяет решить ряд частных задач контроля, однако эффективность такого контроля значительно уступает контролю при помощи переноских автоматических приборов с тревожной сигнализацией, которые значительно повышапт вероятность своевременного обнаружения опасной ситуации в локальной зоне. Применение таких приборов в стране налажено только для контроля содержания метана в атмосфере угольных шахт, что явно недостаточно. Недостатками этого вида контроля являются необходимость присутствия персонала в месте контроля, отсутствие дистанционной передачи информации, необходимость ежесменного. или ежедневного обслуживания.

Лишенной перечисленных недостатков является система контроля основанная на использовании непрерывно-действующих стационарных измерительных приборов. Широкое применение среди последней группы приборов нашли только средства контроля метана и ограниченное - измерители скорости, движения воздуха. Эти измерительные средства вы-

полнены как функционально-законченные изделия, содержащие первичные и измерительные преобразователи, блоки ивдикации и ритания," отдельный корпус. Существенными недостатками этого рида контроля являются необходимость большого количества линий связи для передачи информации и питания, высокая суммарная стоимость средств контроля, значительные эксплуатационные затраты, сложность обслуживания, необработанность информации и т.д. Эти недостатки, характерные для ранних стадий развития информационных систем, резко ограничивают их применение в настоящее время. Внедрение такого типа средств контроля требует значительных капитальных затрат и приводит к значительному увеличению непроизводительных расходов.

В отрасли выполнен большое объем теоретических и прикладных работ по автоматизации управления, в т.ч. вентиляции горных предприятий, противопожарной защите, составлению планов ликвидации аварий, разработке систем обработки данных и т.д., доказана целесообразность и высокая эффективность внедрения этих работ. Однако до сих пор дти работы не поручили широкого практического внедрения, а внедренные работы оказались малоэффективным^ без наличия полной первичной информации о состоянии объекта управления, наличия сигналов обратной связи при введении управляющих воздействий и возникновении изменений в шахтной вентиляционной сети, По этой же причине в горных отраслях в значительной мере сдерживается разработка и внедрение современных адаптационных, самонастраивающихся систем упрарления и регулирования, замедляется процесс внедрения и снижается эффективность эксплуатации средств вычислительной техники,

Таким образом, вопрос разработки современных высокоэффективных средств контроля рудничной атмосферы стоит перед горной отраслью со всей остротой и требует его незамедлительного решения. Актуальность этого вопроса возрастает еще II в связи с тем, что и в других отраслях промышленности, а также в области охраны окружающей среды,вопросы контроля параметров атмосферы далеки от своего полного решения и работы, направленные на совершенствование методов и средств контроля рудничной атмосферы, могут способствовать прогрессу в целом во всех отраслях народного хозяйства.

В диссертации решается имеющая большое социальное и народнохозяйственное значение научная проблема, заключающаяся в создании безопасных и здоровых условий труда горнорабочих на основе разработки эффективных способов и средств контроля рудничной атмосферы.

Связъ теш диссертации с государственными научными программами. Работа выполнялась в соответствии с планом работ по комплексной

республиканской научно-технической программе "Энергокомпяекс", подпрограмма РН.05.06.Ц; в соответствии с отраслевым планом Минцветмета СССР, задание 01, проблема Ш-2 "Разработка и внедрение автоматизированиях подсистем управления безопасностью труда с применением средств автоматизации и ЭВМ"; в соответствии с планом работ Государственного комитета Украины по угольной промыаленности по головному институту ЫакНИИ.

Цель работы. Разработать систему средств для оперативного контроля состава и параметров рудничной атмосферы, обеспечивающих повышение ^фиктивности контроля уровня безопасности' горных работ и санитарно-гигиенических условий труда.

Идея работы замечается в использовании закономерностей формирования атмосферы горних выработок, новых физических принципов контроля и достижений современной микроэлектроники для разработки методов и средств оперативного контроля состава и параметров рудничной атмосферы.

Основные научные положения и результаты исследований, выносимые на защиту.

На основании теоретических и экспериментальных исследований сформулированы следупцие научные положения:

1. Контроль концентрации рудшг-шой пыли в гравиметрических показателях обеспечивается злектроионизационным методом измерения в случае использования для зарядки аэрозольных чаотиц униполярного слаботочного коронного разряда ео стабилизацией това раарада и измерения величины заряда перенесенного потоком аэрозоля на коллектор ебтокаемой формы. На результата измерения при этом не оказывает существенного влияния изменения параметров атмосферы и дисперсного состава пыли.

Намерение весопоЛ концентрации всей взвешенной в воздухе пыли оптическими интегралыями методами обеспечивается в случав регистрации интегрального малоуглового светорассеяния в диапазоне углов наблюдения 2 - 8° и стабилизации направленного светового потока, при контроле запыленности воздуха в фиксировали« точках горных выработок с относительно постоянным дисперсным составом пыли.

2. Однозначная функциональная связь между параметрами импульсов оптических счетчиков частиц и геометрическими размерами частиц пыли обеспечивается только при применении абсорбционного метода их обнаружения. Абсорбционные, счетчики частиц.

не содержащие оптических линз и работающие без подавления направленного светового потока, обеспечивают устойчивое обнаружение частиц с размерами более Ь икм.

Оптический абсорбционный метод измерения, при использовании в качестве датчика абсорбционного счетчика и предварительной учете плотности частиц пыли, обеспечивает измерение весовой ко^ центрации пили и содержание респкрабельной фракции при любом дисперсной составе рудничной пыли, а ташке позволяет определить дисперсный состав аэрозоля при известном законе распределения пассы частиц пили по их размерам.

3. Закон распределения рудничных аэрозолей совпадает с эмпирическими функциями распределения Розина - Раммлера прн значении показателя степени равном двум. При распространении аэрозолей в горних выработках шахт закон распределения не изменяется, угол наклона прямой, характеризующей распределение в двойной логарифмической координатной сетке, остается постоянным, а изменяется только начальное смещение прямой.

4. Ведение реакции гетерогенно-каталитического окисления метана при сильном ограничении диффузии контролируемой среды ь реакционную камеру, осуществляемом путем установки дополнительного гаэодиффузиош-юго сопротивления внутри металлокерамическо-го фильтра терыокаталитических датчиков, и термическая балансировка чувствительного и компенсационного элементов обеспечивают существенное улучшение метрологических и эксплуатационных характеристик терыокаталитических средств контроля содержания метана, а нанесение гидрофильного покрытия на внутреннюю поверхность реакционной камеры позволяет исключить влияние паров воды на работу термоко}щуктометрических датчиков.

5. Терыокаталитический метод измерения, в случае ведения реакции гетерогенно-каталитического окисления горючего при недостаточном количестве окислителя в реакционной каиере, обеспечивает измерение содержания кислорода в рудничной атмосфере, а использование высокотемпературных платино-палладиевых катализаторов глубокого окисления, слабо летучего горючего и ограничение диффузии контролируемой среды в реакционную камеру при помощи калиброванных отверстий обеспечивает независимость результатов измерения данным методом от давления и практическую независимость от температуры среды.

Получена следующие н.чучше результаты:

1. Предложен и теоретически обоснован способ контроля запыленности воздуха, основанний на зарядке аэрозольных частиц

в поле униполярного коронного разряда и измерении величины заряда, перенесенного потоком аэрозоля на коллектор обтекаемой формы, позволяющий осуществлять измерения в гравиметрических/ показателях.

2. Исследованы и описаны аналитически закономерности распределения свежеобразованных рудничн;« аэрозолей по дисперсному составу. Получены зависимости, позволяющие описать динамику концентрации и дисперсного состава рудничной пыли по длине и высоте горных выработок при наличии грапитационного и инерционного осаждешп и на их основе осуществить контроль запыленности

и пнлеотложений в горных выработках по результатам измерения концентрации пыли в фиксированных тсч:сах.

3. Обоснована возможность контроля весовой концентрации пили оптическим абсорбционным методом в случае дискретного обнаружения частиц аэрозоля и возможность контроля содержания рес-пирабельной фракции без применения разделяющих устройств.

4. Предложена и обоснована схема включения термокатолити-ческого датчика, позволяющая осуществлять его термическую балансировку, и способ автоматической диагностики состояния измерительной схемы и термогруппы, позволяющий контролировать наличие нуля измерительного-моста, оценить активность чувствительных элементов и целостность газодиффузиошшх фильтров.

5. Предложен и обоснован термокаталитический метод измерения содержания кислорода в рудничной атмосфере, обеспечивающий стабильность результатов измерения при изменении давления и температуры окружающей среды.

6. Разработаны методы улучшения метрологических характеристик тахометрических преобразователей в части расширения диапазона измеряемых скоростей и контроля направления движения воздуха.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтвер;кдается использованием при их теоретическом обосновании фундаментальных положений физики из области аэрогазодинамики, механики аэрозолей, оптики, электронно-ионной технологии, термокатализа и молекулярной диффузии; учетом реальных услог.:,:'1 применения мотодоз и средств контроля состава и параметров рудничной атмосферы; сопоставимостью результатов тео-

ретических исследований методов контроля и экспериментальных исследований технических средств, реализующих эти методы; данными промылиенных испытаний технических средств контроля.

Научная новизна работы заключается:

- в дальнейшем развитии теории электроионизационного метода контроля запыленности, выраженном в обосновании новых способов контроля, позволяющих осуществлять контроль запыленности воздуха в гравиметрических показателях;

- в разработке теории оптического абсорбционного метода контроля запыленности при дискретном обнаружении аэрозольных частиц абсорбционным счетчиком;

- в установлении закономерностей образования рудничного аэрозоля, функции распределения по дисперсному составу и ее изменения при распространении аэрозолей в горных выработках;

- в обосновании принципов контроля дисперсного состава рудничных аэрозолей и проведения двухступенчатых гравиметрических измерений при дискретном обнаружении аэрозольных частиц абсорбционными счетчиками;

- в установлении закономерностей работы термокаталитических датчиков метала при сильном ограничении диффузии контролируемой среды в реакционную камеру и обосновании принципов термической балансировки датчиков;

- в разработке новых принципов диагностики состояния термокаталитических датчиков, обеспечивающих контроль нуля, чувствительности и целостности газодиффузионного фильтра датчика;

- в дальнейшем развитии теории термокаталитического метода контроля применительно к работе датчиков при недостатке окислителя и избытке горючего;

- в установлении характера влияния свойств внутренней поверхности рабочей камеры термокоадуктометрических датчиков на их чувствительность к влияющим факторам;

- в дальнейшем развитии тахометрического метода контроля скорости движения воздуха,выраженном в расширении диапазона измерения датчиков в область малых скоростей.

Практическая ценность результатов работы состоит в том, что проведенные исследования позволили разработать комплекс новых технических средств для системы оперативного и автоматического дистанционного контроля состава и параметров рудничной атмосферы:

- устройства для контроля запыленности рудничного воздуха, основанные на оптических и электроионизационшх методах, обеспечивающие измерение запыленности в весовых показателях;

- термокаталитический. датчик содержания метана с двойным диффузионным фильтром! сохраняющий работоспособность и высокие метрологические характеристики при любых концентрациях метана и скорости движения воздуха в выработках;

- устройство для измерения содержания кислорода термокаталитическим методом;

- однолучевые абсорбционные анализаторы . микросодержаний оксида углерода в рудничной атмосфере;

- устройства для.измерения скорости движения воздуха в горных выработках и вентиляционных трубопроводах с расширенным диапазоном измерения и контролем направления вентиляционных потоков.

Реализация результатов работы^ Результаты данной работы использованы: .■

-НПО-"Красный металлист", г. Конотоп, результаты исследований оптического абсорбционного метода контроля запыленности и разработанные технические решения по средствам контроля концентрации дисперсной фазы аэрозоля,■при опытно-конструкторской разработке переносного измерителя запыленности воздуха Й31ПА и стационарного датчика запыленности ДЗА для системы КРАУ, для предприятийугольной промышленности;

'- НПО "Красный металлист",г. Конотоп, результаты исследова-дай работы термокаталитйческих датчиков, технические решения по термической балансировке датчиков, датчик с двойным диффузионным фильтром и принципы автоматической диагностики состояния средств юнтроля, при опытно-конструкторской разработке и освоении се-)ййного производства аппаратура АМТБ, КРАУ и переносндго сигна-шзатора-метана "Сигнай-З'';

- ЦНИЛА, Восточного горнообагатительного комбината, техни-тские решения по. оптическим средствам контроля концентрации десперсной фазы аэрозоля, яри опытно-конструкторской разработ-[0 й освоений производства портативного измерителя запыленности П-2, для горнодобывающих предприятий;

- ОпытНым заводом ФМИ АН Украины, результаты исследований !етода измерения запыленности, основанного на регистрации интег-)ального светорассеяния,'и технические1'решения, реализующие этот гатод, при оштно-конструкторской разработке и освоении произ-юдства систем дистанционного контроля запыленности АДКЗ;

-Днепропетровским заводом шахтной автоматики-, технические.

решения по расширению диапазона измерения скорости воздуха тахо-ыетрическиыи датчиками, путей принудительной вибрации опор крыльчатки, при опытно-конструкторской разработке и освоении серийного производства измерителя скорости и направления движения воздуха ИСНВ-1.

Экспериментальные образцы средств контроля содержания кислорода, оксида углерода и скорости движения воздуха в трубопроводах переданы НПО "Красный металлист" для дальнейшей опытно-конструкторской проработки и освоения их производства.

Разработки по структуре, функциям и средствам реализации . системы автоматического дистанционного контроля параметров и состава рудничной атмосферы переданы ЦНИШ1П г.Березовский Свердловской области.

Апробация работы. Основное содержание работы и ее отдельные положения доложены на Всесоюзных научно-технических конференциях и совещаниях: "Управление газовыделениеы и дегазация угольных шахт", Москва, 1985 г.; "Современные средства газового анализа в горном и горноспасательном деле", Днепропетровск, 1986 г.; "Азро-дисперсше системы и коагуляция аэрозолей"» Москва, 1986 г.; "Неразрушающие физические методы и средства контроля", Москва,. 1984 г.; "Проблемы аэрологии современных горнодобывающих предприятий", Москва, 1990 г.; "Рудник будущего при механизированой подземной разработке мощных месторождений крепких руд", Москва, 1979 г.; "Перспективы "автоматизации горнообагатительного производства цветной металлургии", Москва, 1967 г.; республиканских научно-технических конференциях "Проблемы совершенствования пццегаэового режима на угольных шахтах", Макеевка, 1988 г.; ."Пневмокониозы" Кривой Рог, 1979 г.; а также заседаниях Центральной и Республиканской комиссии по борьбе с пневмокошюзом и научно-технических советах и секциях советов в институтах МакНИИ, ВНШБТГ., ДГ.И и др.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 53 научные работы, в том числе 20 авторских -свидетельств на изобретения. Получены четыре решения о выдаче патентов по поданным заявкам на изобретения.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, .семи глав и заключения, изложенных на 311 страницах машинописного текста и содержит 70 рис., 10 таблиц, библиографический список из 193 наименований и приложений.

Автор выражает благодарность научному консультанту д.т.н., проф. Бойко В.А. и коллективу кафедры аэрологии л охраны- труда ДТП за окр'ПШ'у») помогу и поддержку при выполнении диссертации.

ОСНЖЮЕ СОДФГЛНИ^ РАБОТА

Состояние вопроса,, цель и зпдачч исследований.

Основы современных технических средств контроля руд^чноЯ пьтосферн были заложенн в 60-е годы работами ученых 11ГД им.А.А. Зкочинского, Института технической теплофизики АН СССР4 КакНИИ, ]ГИ, Гипроуглеазтонатияации, ВостШС!, ИПКОН и др. ус и.™ ятя которых были созданы первые отечестренние переносные и стациотрнме зредстпа контроля рудчичнпП атмосферы. Ксследо?.',,ия в оти годи з основном концентрировались в облает контроля содержание мета-<а и скорости движения воздуха в горных гыработках. Сущест^ни;'! зклэд в разработку методов и средств контроля внесли А.Абрамов, З.И.Басойскип, »".А.Бэрлинер, В.П.Белоножно, И.Э.Енрснберг, В.А. Зойко, А.С.Бурчакоз, М.И.Волохов, М.Г.Гусев, Г.С.Гродель, П.И. Засухин, В„.£!.3уеп, В.К.Журавлев, А.П.Иванов, Е.Д,Карпов, Б.Ф. {ирин, $.С.Клебанов, А.П.Клименко, П.А.Коузов, В.С.Кравченко, Б.Е.Кригман, В.В.Кудряшов, И.Н.Кустов, Л.М.Левин, В.Т.Маликов, Э.И.Мережко, И.М.Нестер, А.М.Онищёнко, Е.И.Онтин, В.В.Ткачев, П. ■1.Торекий, М.А.Фролов, В.Е.^рупднн, Н.А.Йукс, Н.И.'¿урман, К.С. Цифрин, С.З.Шкундин, А.Н.Щербань, А.П.Янов и други-з.

Наиболее прогрессивные формы контроля рудничной атмосферы, а гМенно контроль с Использованием стационарных и переносных при-5ороа для контроля концентрации метлна и скорости движения воз-щоса, получили развитие в угольной промышленности. На предприятие иных отраслей промышленности контроль в наше время основан ча периодическом лабораторном анализе проб рудничного воздуха и эпизодическом контроле ручными переносными прибора!/!!.

За'рубежом разработаны и эксплуатируются в ■ промышленности ряд систем автоматического контроля и управления проветриванием. Выделяются два наиболее характерных подхода к организации системы сбора информации и питания первичных преобразователей:

- питание первичных преобразователей с поверхности и передача информации по одним и тем же индивидуальным линиям связи;

- местное сетевое питание локальных измерительных станций в индивидуальными каналами телеметрии на каждую станцию.

Единым является подход к вопросу обработки и отображения информации, заключающийся в использовании современных средств вычислительной техники.

' Существующие отечественные системы контроля по ряду показателей уступают лучшим мировым образцам и не удовлетворяют современным' требованиям. Однако и зарубежным системам контроля присущ

рад недостатков, заключающихся в слабом использовании каналов телеметрии и конструктивных недостатках разработанных технических, средств контроля. Одной из причин этого. является несовершенство используемых методов контроля. Действующие системы являются весьма дорогостоящими и часто имеют демонстрационный характер.

Большой обьем работ в области контроля параметров атмосферы выполнен в других отраслях промышленности. Однако в силу ряда причин результаты этих работ не всегда могут быть использоьаны для создания Дйшевых, простых, н^е^ных и удобных в эксплуатации средсз контроля рудничной атмосферы и требудт существенной доработки.

Для достижегая поставленной в диссертационной работе цели были сформулированы и решены следующие задачи исследований:

1-. Научно •оо'основать систему контроля рудничной атмосферы: обосновать структуру и функции еисаемы, требования к средствам контроля состава и параметров рудничной атмосферы.

2.. Разработать и научно обосновать методы контроля состава и параметров рудничной атмосферы, пригодные для создания работоспособных в тяжелых условиях горних предприятий,, надежных и удобных в эксплуатации средств контроля рудничной атмосферы.

3. Разработать комплекс новых, более совершенных технических -средств контроля состава и параметров атмосферы" горных предприятий

4. Наметить пути дальнейшего совершенствования системы контроля, методов и средств контроля, переработки и использования • информации. .

0босноваш1е структуры и функций системы оперативного ■

контроля состаза и параметров рудничной атмосферы - Оценка эффективности различных видов контроля с точки зрения объема, достоверности и оперативности получаемой информации показывает, что периодические измерения, выполняемые на рабочем месте один-два раза в квартал не несут достоверной информации о максимально-разовой .и среднесменной концентрации Ередных веществ, а яз-ляжтся нэпредстабительной случайной выборкой, значительное влияние на которую оказывает субъективный фактор. Оценка результатов таких измерений за длительный период времени мокат дать только качест- ' венную оценку условии труда. Наиболее полно цели контроля могут быть достигнуты при оперативном контроле условий труда нэпосред-ственно заинтересованными лицлш и автоматическом дистанционно и контроле основных парихтров рудничной ат;.:осфгри'.

С учетом специфических особенностей горшх предприятий, 1...,; ойьектоь контроля и управления, оаключадсщхся в рассредоточенное-

ти объектов контротя, значительной протяженности горших им работ о к и большой 'длительности переходных аироглзодкнамичсских процессов, а тште современный уропень распития электроники, наиболее при— емлемнм вариантом выполнения системы автоматического дистанционного контроля яплптсл система ^ состав которой зходят с иглашгыс с дневной поверхностью общей телемеханической системой локлл;.!й^е измерительные станции. В спою очередь локальная измерительная станция должнг иметь набор прочтен них порви^м« преобразователей, подключаемых посредством коммутатора к микропроцессорному блоку измерения, общий блок местного питания, блоки индикации, управлегшя, сигнализации и сопряжения с тинной связи.

Система контроля должна бить функционально законченной,самостоятельной, не связонной с устройствами контроля параметров и состояния элементов технологического процесса. Лок.глыие измерительные станции должны обосп"чивчть передачу информации о состаче и параметрах рудничной атмосферы и состоянии всех блоков статуи«, и сохранять работоспособность з автономном резине, в том число при любых неисправностях по внелней части системы. С учетом особенностей различных гор!Ых предприятия, целесообразно использование обособленна на колдую локальную статьи каналов связи - для пахт опасгок го газу и общего канала с. язи - для остальных горных предприятий. ЭВМ поверхностного комплекса долг.на осуществлять периодический опрос измерительных комплексов, обработку и индикацию текущей информации, фиксацию предусмотренных результатов на твердых носителях, пополнение блзы данных, включение тревожной сигнализации, выдачу "сопата" диспетчеру по управления объектом в аварийной ситуации, управление объектом я нормальном режиме а также передачу обработанной информации в систему коллективного пользования.

С учетом особенностей различных горных предприятий требования к перечню контролируем!« параметров могут существенно отличаться. Более того, при применении стационарных измерительных средств, ити требовгния могут значительно изменяться в завксимос-ти от места установки аппаратуры. Поэтому целесообразно изготовление базовых образцов измерительной станцт!и с набором первичных преобразователей для контроля основных параметров атмосферы, к которым необходимо отнести тс, что являются определяющими для обеспечения безопасных условии труда. Одновременно с этим аппаратура должна позволять осуществлгть расширение набора первичных преобразователей без каги.с лг.По изменений б принципиальной электрической схеме измерительного комплекса и программы его работы'.

Перечень контролируемых величин, а также требования к диапазону и погрешности их измерения приведены в табл.1. Требования установлены с учетом действующей Системы стандартов безопасности труда, правил безопасности, нормативных и отраслевых документов, справочной литературы,а также с учетом состояния исследований в области разработки средств контроля и возможности их метрологического обеспечения, затрат на изготовление и обслуживание.

При изготовлении локальных измерительных станций доя предприятий угольной промышленности перечень основных контролируемых величин должен включать: концентрацию метана, скорость и направление движения воздуха, сбдержание пили, кислорода,. оксида углерода, температуру и влажность воздуха. Все остальные величины следует отнести к дополнительным.

Таблица I.

Перечень, диапазон и погрешность измерения контро-

№ Наименование величины, Диапазон Абсолютная

пп единица измерения измерения погрешность

измерения ■

I. Температура воздуха, °С .-5-35 -0,5

2. Относительная влажность, % ¿0 - 98 . £5

3. Содержание иетана, % об. 0,2 - 2,5 ±0,2

4. Содержание кислорода, % об. 0-21 ±0,5

5. Скорость движения воздуха, м/с 0,25 - 8 ±(0,15+ 0,05У)

6. Направление движения воздуха ±(0,5+0,30)

7. Концентрация пши, мг/ы3 0,5 - 500

8. Содержание оксида углерода,мг/м3 6 --200 ±(1 + 0,2С)

9. Содержание углекислого газа,% об. 0,2 - 2,5 ±0,2 '

Ю. Содержание оксидов азота, мг/к3 2,5 - 100 ±(0,4+0,2С)

II. Содержание сероводорода, мг/м"3 . 5 - 100 ±(0,8 +0,2С)

12. Содержание сернистого ангидрида., мг/м 5 - 100 ±(0,8 +0,2С)

13. Индикация задымленности атмосферы

14. Атмосферное давление, кПа 90 - 123 12,0

Рудничная пыль. Исследование электроионизациоьного и оптического методов измерения концентрации пили.

Рудничная пыль характеризуется концентрацией, дисперсным и вещественным составом, формой частичек, электрическими и оптическими свойствами,.плотность!!, влаг.костья частичек и т.п. 13сэ эти »арлктйригт^ки, 31 гсклччегиеи ч"01!ц0нтр"цм:* и дисперсного состава,

зависят от физико-химш'-тских свойств полезных ископаемых и пород и мало изменяются при распространении пыли в горних выработках. Они могут быть предварительно определены и ::х значение может быть учтено при градуировке измерителей концентрации.

Наиболее изменчивым и непредсказуемым фактором, который существенно влияет на результаты измерения концентрации,является дисперсный состав пыли. Правильно выбрать и обосновать метод измерения возможно только при условии, если известна функция распределения пыли по дисперсному составу и закономерности ее изменения при распространении рудничных аэрозолей. Среди специалистов в области пьшеподавления и контроля запыленности нзт единого мнения в вопросе о виде функции распределения рудничных аэрозолей.

Выполненный нами анализ существующих теоретических законов распределения: логарифмически нормального, усеченного логарифмически нормального, распределения по исправленной формуле Ромашова и др. показал, что эти законы получены для иных условий образования пыли и не могут- быть использованы для характеристики рудничной шик. Причина этого в несоответствии начальных посылок, принятых при выводе логарифмически нормального закона, реальным условиям образования рудничной пыли и в допущедай Ромашовым ошибке, которая заключается в том, что при выводе не учтено начальное распределение частиц по скорости.витания.

. Учитывая.то, что основными процессами, обуславливающими образование аэрозолей при добыче полезных ископаемых являются процессы трения режущего инструмента о поверхность, массива и, в основном, взаимное трение.кусков ископаемого друг о друга при разрушении массива и их падении, наш предложена математическая модель образования аэрозолей, в соответствии с которой процесс образования частичек пыли, происходящий при элементарном взаимодействии двух выступов шероховатых поверхностей, носит вероятностный характер, а шероховатость-поверхностей"подчиняется нормальному закону распределения случайных величин £

, т--^еу(-ТёГ)'

где ¡V - размер шероховатости; Ьк- - среднеквадратическое отклонение размеров выступов и впадин относительно поверхности.

С учетом этой модели образования пыли получено выражение описывающее плотность распределения частиц пыли по их числу, образовавшихся при трении к, № .

и' 2 № г

гдео - диаметр чайтицы; К - коэффициент учитывающий свойства материала трущихся поверхностей. .

Окончательно, после преобразований, нами получена функция распределения рудничной пили по размерам при ее образовании и плотность распределения в виде

((£)- Мехр(-ЗР),

где 3 - параметр распределения.

Сопоставление полученных выражений с существующими теоретическими и эмпирическими функциями распределения показывает, что оно совпадает с распределением Розина-Раммлера при значении показателя степени С1 = 2.

Полученное нами уравнение описывает прямую в стандартной двойной логарифмической координатной сетке с угла наклона равным 2 и смещением „ „ „ ,_,

Уравнения характеризуют распределение рудничной пыли в момент ее образования. С учетом этого распределения и закономерностей движения частиц под воздействием гравитационных и инерционных сил, теоретически получены выражения, позволяющие рассчитать концентрацию пыли и ее дисперсный состав по длине горных выработок

С-Со

А 0 2*. '

где о- дя^^й*—1 динамическая вязкость воздуха;

Р - сечение и периметр горной выработки; У - средняя скорость воздуха в выработке; Л'т - коэффициент турбулентной диффузии; - плотность частиц пили.

Получены также выражения, позволяющие рассчитать концентрацию и дисперсный состав по высоте горных выработок

Сп Р^г; ехР Г-

б+В*А

где £ к у ' Пи - расстояние от почвы до точки наблюдения;

Сп

- концентрация пыли у почвы выработки.

В результате теоретического анализа процессов образования и распространения пыли установлено, что при распространении аэрозолей в горных выработках изменение их дисперсного состава не приводит к изменению закона распределения. Угол наклона прямой, характеризующей распределение в двойной логарифмической сетке, остает-

:я постоянным, а измеип^"ся только начальное смер;зние прямой.

Полученные выражения позволяют по пэзультатам из^рения г;апч-ченности в одной точке горной выработки рассчитать концентрацию я пыяеотлолдате на всем ее протяжении. Сопоставление теоретического распределения с многочисленными экспериментальными данными показало их достаточно хорошее совпадение. Так, танг«нс утя*,- ■ск--юна прямой, характеризующей наибол°е а?роятнос распределение по цашшм МакШШ, незначительно отличается от теоретического и состаз-1яет 1,9.

Анализ существующих методов контроля запыленности П'-.-азал, ито наиболее приемлемыми для разработки техтшесккх средств являются оптический, электроионизационный и радиоизотопный методы.

В силу известных причин, несмотря на небольпую активность используемых источников излучения, организация производства технических средств, основанных на последнем методе, весьма затруднительна. Кроме того, такие средства являются весьма сложными и цорогостоящнми изделиями, а время измерз >гл я концентрации пыли а пределах ПДК достигает до 30 минут.

Электроионизационннй метод основан на зарядке частиц пыли в поле коронного разряда с последупцим измерением величины заряда индукционным или контактным методами. Теория зарядки частиц достаточно хорошо разработана и подтверждена экспериментальными данными. Зарядка частиц пыли с <г> 2 мкм осуществляется в основном за счет направленного движения ионов к частицэ под воздейст-!ием внесшего электрического поля. Заряд частиц в этом случав ншейно связан с напряженностью электрического поля и квадратом эадиуса частицы. По мере уменьшения размеров частиц, все большую золь играют диффузионные процессы и при о<0,2 мкм процесс зерял-си можно считать чисто диффузионным. Заряд частиц в таком случав тинейно связан с их размерами и на зависит от напряженности внешнего электрического поля.

Указанные особенности процессов зарядки приводят к значительным погрешностям измерения концентрации пыли при изменен;« ее дисперсного и вещественного состава,а также параметров атмосферы ! коронного разряда.

Для исключения влияния параметров электрического поля и атмосферы нами предложен и исследован реж:м зарядки аэрозольных частиц в слаботочном коронном разряде, при стабилизированном значении тока разряда. В этом случав величина зарядов частиц не зави-:ит от этих факторов и может быть определена из выражения

¿-г ; гггт

где I - ток коронного р хзряда; £ - относительная диэлектрическая прон.щчемссть частиц шиш; 2 - радиус траектории частиц в зарядкой гамсрс; У - скоросп движения частиц.

Полный яг.ряд, который приоЧрвтеет поток азрозоля в едиш!цу воснени, составлягт оо Л

где. П.(<¥,2)- число частиц размером , перенесены«: через зарядную камеру, при радиусе их траккгории 2 , зе единицу времени.

Интегрирование з-хого выражения, при принятой нагл) плотности распределения рудничной шали по дисперсному составу, дает

где Я - радиус зарядной камеры. *

Анализ выражения показывает, что при изменении параметра о , определяющего диспе;рсный состав пили, в диапазоне от 10^ до 10^, характерном для пши уголью« шахт, возможная погрешность измаре-ния метода составляет ± 60/?.. Снизить величину этой погрешности можно за счет предварительно!! инерционной или электростатической сепарации зароенкьгх частиц. Проведенные нами теоретические и экспериментальные исследования показали, что наилучшим вариантом является измерение величины зарядов перенесенных деиж;тцимся потоком аэрозоля на коллектор обтекаемой формы. В этом случае коллектор выполняет одновременно функцию измерительного электрода и сепаратора частиц по дисперсному составу, а зарад,накопленный на коллекторе па единицу времени,равен

и -з \ПГ 11 2

]ГГ ' ¿*г.

где Кг, - коэффициент захвата, постоянный при неизменной скорости просасывания аэрозоля.

В этом случае величина заряда, при. постоянной плотности частиц, пропорциональна концентрации пыли и не зависит от ее дисперсного состава. Значение тока коллектора не превышает Ю~^А-м3/ мг и может быть измерено непосредственно при применении прецизионных усилителей, или методом накопления заряда на измерительной емкости. На основе электроионизационного, метода нами разработан портативный переносной И!?'«ер»'тель содер/г.акгя пыли ШШ-ЗД, позво-лг^оцки осуществлять контроль эглылшшости в весовых показателях.

Одним из наибояго перспективных методов, которил дает воз-'ьопь разработ-т, относительно простые приборы, яплгется оп-

тгческий 1">тод допусчг•::•!! ¡[птомелрированмо г',поср'>;;г.гг<;нго р поток1; гоздух-1. Готсотг^роотп'в го; ст щэткэтмкися по методу абсорбции или по ястоцу стр";тна<т. По" вгом ч.ч."/! ист производится интегральное из"ор"Э1С") потоков, однако существу.'"? и оптически«? счетчики часекц, в.•»угря.рчссстяай сотсам поток от отдглм»«с частиц аэрозоля.

Интегральное поглощение светового поток"! починяется закон? Пугера-Ламбсрта-Еера и сильно зпписит от дисперсного состава аэрозоля, длинч г.олнн излр^ния и локзэаюля преломлении ччсгиц. Поогому попнгки создать ©ппч»сские пчтл'^ры, основа ш^п нч этом методе, оказались неудачными.

Законы рассеяния его га значительно сложнее, и.?-за сложности процесса дифракции электромагнитных волн на порерхности частиц. Полное аиплитнччское р^г^ние для рчссояния сферической ч-стици описывается уровненном Ми. Для частиц пмли, размер когорт« значительно больпо длины волны счета Л , закон рассепипя сущ-ственно упрощается и для определения интенсивности рассеянного српта в заданий угол существует относительно простая зависимость, полненная Шифргнин. С учетом ;>тон зависимости и принятого закона распределения частиц пчти, нг^ми получено ураптюнио для определения величины интегрального светового потока рассеянного в диапазоне те-лосннх углов от 01 до 8г.

где ВД, 1-Л{е)-Х2(Е); £,-^/<7

Уо,У1 — шаровые функции Бесселя нулевого и первого порядка.

Решение полученного уравнения оделенными методам! показало, что для рудни"ннх лзрозолеД, при изменении параметра $ от 10у до 10^, ни один из розмо^ннх углов регистрации не обоспочтает необходимую погрешность измепени.н. Каилуглие результаты получек! в диапазоне углов 2 - 8°. В отом случае погрешность метода от изменения дисперсного состава составляет поэтому средства, основание на данном методе, можно рексмеццоззть только для измерения запыленности в посгоя'нчх местах горных выработок, для которых характерен относительно постоянны:! дисперсны:* состав пыли, например .для технологического контроля технически доститл'хых уровней остаточной запыленности. В стой случае, например при изменении 8 в диапазоне 2-10^ - МО', указанная ногрптость составляет ±15'о. С учогом отого, на б?пс отого »г^о,-,-, нпи разработана аппаратура дистцщпонч-.го гонгропг п.аггн'екпое-п г.ладу::а Л'ДЗ«-

Разработка и исследование методов и средств контроля

запыленности, основанных на использовании счетчиков аэрозольных частиц.

Важным направлением в области разработки средств контроля аэрозолей является разработка счетчиков частиц. Все известные счетчики частиц измеря:чт рассеянный световой поток от отдельных пылинок и характеризуются значительной сложностью оптических схем и большими габаритами, а величина рассеянного светового потока в значительной мере зависит от физико-химических свойств частиц аэрозоля.

Наилучшие показатели имеют счетчики регистрирующие рассеянный световой поток в диапазон малых углов, так как в этом случае измеряется в основном дифракционная составляющая рассеянного света, которая слабо зависит от вещественного состава частиц. Наиболее сложной задачей,при конструировании таких счетчиков,является эффективное подавление направленного светового потока, что требует тщательной регулировки достаточно сложных оптических схем.

Влияние частиц пыли на световой поток можно представить как площадь , показывающую какая часть потока, падающего на поперечное сечение частицы, рассеивается в конусе углов в

¿Р - - ГМ].

Отсюда видно, что частица пши максимально влияет на фотоприемник с нулевой угловой аппертурой, который зарегистрирует ослабление светового потока пропорциональное удвоенному сечению частицы, а величина этого ослабления не зависит от свойств вещества частицы.

Нами были выполнены исследования по созданию счетчика частил с нулевой аппертурой, в результате которых разработан простой миниатюрный абсорбционный детектор частиц, работающий без подавления направленного светового потока. Детектор не содержит оптических линз а его рабочий объем формируется точечными диафрагмами. Проведенные экспериментальные исследования показали, что при мощности излучения светодиода 4 мВт с А. =0,92 ыкм, и применении в качестве усилителя тока м-гломощных усилителей общего назначения с низким уровнем щупов, детектор позволяет устойчиво регистрировать частицы с Л 5 ыкм.

Теоретический анализ различных вариантов определения весовой концентрации пыли при дискретном определении частиц абсорбционными счетчиками, в том числе путем амплитудной селекции им-

пульсов и интегрирования после предварительного форнироп&мя импульсов пропорциональных объему ччстиц, показал, ч.о с уж^ом нижнего усечения импульсов, обусловленного наличием собсг^жн;« шумов приемника и усилителя, и особенностей регистрации чясткц абсорбционными счетчиками, наиболее целесообразным ячлкется не-посредстпенное интегрирование импульсов без их предварительного формирования. В этом случае, при выборе уровня нижнего ограниче-1шя импульсов ¿¿усна уровне шума и предварительном учете плотности вещества частиц, обеспечивается измерение весового содержания пыли независимо от закона распределения дисперсного состава. При выборе уровня нижнего ограничения импульсов значительно ;зь':о уро? ня шума измеритель становится нечувствительна к мелкодисперсной фазе аэрозоля. Это дяег возможность путем изменения уровня нижнего усечения импульсов определить содержите различных фракций аэрозоля. Так, разница между двумя измерениями, выполненными при = Иш и ¿1чс~ значении ¿¿ш равном амплитуде нмиучьсов

от частиц с сГ"-- 5 мкм, пропорциональна содер.т.атчо рзспирябельной фракции пили, а кривая раздела соответствует при этом наиболее признанной специалиста™ Лос-аламосской кривой раздела фракций.

Выполненные исследования позволили разработать ряд принципиально новых средстз для контроля запыленности атмосферы, в том числе: искробезопасный портативный цифровой измеритель запыленности шахтной атмосферы !13ША,для предприятий угольной промниен-ности, стационарный измеритель запыленности,для системн НРЛУ, портативный измеритель ИП-2,для предприятий горнорудной протиненнос-ти и контроля окружающей среды, а так.:в сигнализатор запыленности,для контроля за работой технологического и пылеочистного оборудования. В измерителях предусмотрена возможность установки плотности вещества частиц пыли по цифровому индигягору, проверки нули и чувствительности, автоматической компенсации возможного загрязнения чувствительных элементов и изменения их характеристик.

Исследования разработанных средств, выполненные в пылевой камере МакНИИ, показали линейность характеристик приборов, стабильность нуля приборов и практическую независимость результатов измерений от изменений дисперсного и вещественного состава пыли. В результате исследований влияния скорости движения среды на результаты измерения установлено, что в том случае, когда заборное отверстие не выступает за габариты, при увеличении скорости наблюдается значительный рост чувствительности по отношению к весовому методу. Это обусловлено, прежде всего, торможением эапы-

•■-¡'■'пго истока воздуха пзрсдтЯ стешчЛ и, как следс-

рослом содср-тшг/р грубой 4гпк1;:!г. "огос-отя 5 прис?ено«1гои гргстри'счр", роется соросч г гоодуха в измерл-

г.-л11.п]' г.'.'*?чс приборов. Устгогсть эту зависимость возможно путем соотготстру.'г^сго хьч>ора окорост и дигдигя воздуха в измерительном канале и ьчносом заборного отверстия из пристеночного пространства с помощью удлиняющих насадков. Т':к, при длину насадки 8,5 ми пп'лс1И»ескк устраняется погр?иность измерения от изменения скорости, при ког.гролывгх измерениях зппичскноети гоздуха аллокоди открытого тип-а, а при длине насадки 30 мм - при использовании аллонжей пакрнтого типа и 1!с01::'иохг.«ном отборе проб.

Сеном«!« показатели "^хнпчоских характеристик приборов приведены г, т^бл.З.

Таблиц.". 2.

Ос но.'и'"? пок«эптели техгич^счг'х характеристик приборов

Назг.£ нно показателя Единицы гягерепкя дал 1Ш-П

Диапазон измерения, С иг/у3 I - 500 2 - 500 0,1-200

Абсолютная погрешность нг/м3 ±(1*0,250 ?(2»0,25С' -*(0,1*0,25С

Масса; не более кг 1,2 0,8;3,5 2,0

Постоянная времени с 20 30 30

Время непрерывной работы

подзарядки блока питан«я ч 15 - 15

Со^гуненствование методов, и средств контроля метана

Наиболее признанным и широко распространенны!,I методом измерения содержания метала является термокаталитический. Однако существующим средствам контроля метана, основанным на этом методе, присущ ряд недостатков, основные из которых: низкая стабильность нулевых показаний измерителей, относительно узкий диапазон измеряемых концентраций, низкая временная стабильность работы элементов, выход со строя датчика при высоких концентрациях метана, дли-яние загрязнений газодиффузионного фильтра и снижения каталитической активности элементов на результаты измерения, неоднозначность работы защиты при высоких концентрациях, отсутствие средств дистанционной диагностики состояния измерителей. Эти недостатки обуславливают необходимость периодического обслуживания и проверки работоспособности средств контроля концентрации метана, что приводит к значительному увеличению эиепчуатационкых затрат.

Анализ существующих схем ьключения термокатачитических датчиков показал, что причиной 1г.!Зкой стабильности нулевых показаний измерителей является неоднозначность характеристик рабочего и компенсационного элементов. Условие, при котором исключается уход нуля измерительного моста, вызванный изменением питающего напр)Т*ышя пли параметров окружающей среды, имеет вид

Яр _ _dRp )

9 е Як d ,

гделри Кк - соответственно сопротивление рабочего и компенсационного элементов.

Теоретический анализ работы измерительного моста показал, что выполнение приведенного условия возможно только при его термической балансировке, то есть при равенстве температур элементов tp= L* . При включении рабочего и компенсационного элементов в одно плечо измерительного моста, осуществить термическую балансировку можно путем шунтирования одного из элементов постоянном резистором. В результате предложена новая схема включения термокаталитического датчика, позволяющая осуществлять его термическую балансировку, и способ выполнения балансировки при изготовлении и эксплуатации датчиков. Экспериментальные исследования серийно выпускаемых термогрупп показали, что после проведения такой балансировки измерительного моста, погрешность измерения,вызванная уходом нуля измерительного моста при колебаниях питающего напряжения и параметров среды,снижается более чем на порядок.

Погрешности измерения средств контроля метана, возникающие в процессе эксплуатации, прежде всего связаны с изменением чувствительности термогруппы и снижением диффузионной проводимости газосб-менного фильтра. Для выяснения характера этой связи выполнены теоретические и экспериментальные исследования работы термогруппы при различных режимах ограничения диффузии контролируемой среды. В результате исследований установлено, что при неограниченней диффузии среды выходное напряжение измерительного моста существенно зависит от изменения параметров питания, активности катализатора и условий эксплуатации. При сильном ограничении диффузии контролируемой среды в реакционную камеру выходное напряжение измерительного моста определяется выражением

1Лы*. = B¿j?> Q мн Смя <1 <р

где ¿¿- терморезистивный коэффициент, величина которого находится в пределах от 240 при температуре газа в камере £/30°С до 214 при ¿r=70°C; J3- температурный коэффициент сопротивления; ¿^„-низшая

тбц/тс'1 ь срная способность метана; - диффузионная проводимость Ультра.

"ч выражения видно, что при таком режиме работы, выходное напряжение не зависит от параметров термогруппы и параметров питания, а опреп^ляется практически значением .

¿'е.чультагы исследований послужили основанием для разработки термокаталитнческсго датчика с двойным диффузионным фильтром. Отличие его от серийных датчиков заключается в том, что внутрь ме-

" "юкерамического фильтра, с зазором , введен дополнительный фильтр, выполненный в Еиде газонепроницаемого стакана с калиброванным отверстием. Причем, размеры отверстия выбраны так, чтобы его диффузионная проводимость ¿от.« ¿<р. В этом случае суммарное диффузионное сопротивление определяется , а внешний фильтр выполняет только функции защиты при работе в загрязненной среде, причем загрязнение этого фильтра практически не влияет на суммарное диффузионное сопротивление.

Теоретические и экспериментальные исследования предложенного датчика показали, что выходное напряжение моста определяется только размерами калиброванного отверстия и не зависит от изменения параметров окружающей среды, снижения активности катализатора и загрязнения 'фильтра, а постоянная времени датчика сохранилась практически на прежнем уровне. Характерной особенностью разработанного датчика является смещение рабочего пропорционального участка характеристики в область меньших токов. Это позволяет осуществлять эксплуатацию датчика при меньших токах, снизить потребляемую мощность и температуру предварительного разогрева элементов, что в свою очередь увеличивает стабильность и продолжительность работы термогруппы. Кроме того, измерительный мост сохраняет линейность до концентрации С мл =5,5/6 и невозможен перегрев и выход со строя рабочего элемента при любой концентрации метана в атмосфере. Высокое выходное напряжение моста, исключающее возможность неоднозначной работы защиты, сохраняется до концентрации ¿7«70%. Однозначность срабатывания защиты при больших концентрациях метана, может быть обеспечена контролем напряжения на компенсационных элементах при стабильных режимах их нагрева.-

Эксплуатация существующих стационарных средств контроля содержания метана связана с значительными расходами, обусловленными необходимостью периодической проверки их работоспособности. Вопросы автоматической диагностики таких средств не нашли удовлетворительного решения, особенно в части диагностики состояния основного элемента- термогруппы, надежность которой на несколько порядков ниже

надежности остальных элементов. Нами теоретически показано, что при менение предложенной схемы включения термогруппы и двойного диффузионного фильтра позволяет осуществить диагностику термогруппы по ряду важнейших ее параметров: работоспособности, наличию нуля измерительного моста, активности рабочего элемента и целостности газодиффузионного фильтра.

Проверка нуля измерительного моста с термически сбалансированным датчиком может бить осуществлена путем кратковременного снижения тока через элементы,до значения при котором прекращается процесс горения метана. За время в течении которого осуществляется проверка нуля измерительного моста, выгорание метана в реакционной камере не происходит, что приводит к некоторому росту его концентрации. При применении двойного диффузионного фильтра и сильном ограничении диффузии среды, рост концентрации приводит к первоначальному всплеску А 1/ёы*. выходного напряжения моста Уйж, нормированное значение которого характеризует активность рабочего элемента

л Щы*. _ (Гэ Ь гГбыг. Ив

где С - длительность паузы; ]/р - объем реакционной камеры.

Экспериментальные исследования показали, что частичная потеря активности рабочего элемента, например в результате "отравления" SO¿ , практически не вызывает изменения выходного напряжения предложенного датчика, однако эта потеря достаточно эффективно выявляется при диагностике.

На базе выполненных теоретических и экспериментальных исследований разработан стационарный газоанализатор совместимый с сущес-твугацими системами автоматической газовой защиты. В отличие от существующих, блок питания анализатора содержит элементы для выпрямления и регулирования тока термогруппы, а выносной датчик метана выполнен в виде измерительного моста, связь которого с измерительным преобразователем осуществляется по четырехпроводной линии связи. Кроме того устройство дополнительно содержит стабилизатор тока, устройство обеспечивающее однозначность срабатывания защиты, устройство выделения команды на проведение диагностики и устройство управления. Диагностику состояния измерителя предусмотрено осуществлять с поверхности в ремонтную смену. Команда на проведение диагностики поступает при кратковременном разрыве линии связи.

Контроль содержания кислорода в рудничной атмосфере

При конструировании переносных измерителей содержания кислорода предпочтение отдается электрохимическому методу. Однако та-

кие недостатки, как сильная зависимость выходных параметров от температуры и давления, низкая временная стабильность работы, обусловленная старением мембраны, изменением состава электролита и пассивацией электродов, на позволяют использовать этот метод в стационарных условиях, а при применении в переносных измерителях вызывают необходимость периодической проверки приборов вне помещений или на свежей струе шахты.

В известных стационарных средствах предпочтение отдают весьма сложным и громоздким термомагнитным датчикам, которые также требуют корректировки показаний при изменении температуры и давления воздуха и являются чувствительными к пространственному .расположению. Указанное обуславливает необходимость разработки принципиально новых методов и средств измерения кислорода, в качестве которых нами предложен термокаталитический метод.

При ведении реакции гетерогенно-каталитического окисления в диффузионной области, количество выделившегося тепла, а следовательно и выходное напряжение,определяется скоростью диффузии к поверхности катализатора лимитирующего агента. Из этого следует, что если в реакционной камере обеспечить избыток горячего, а подачу • кислорода ограничить так, чтобы он стал лимитирующим агентом, то в этом случае возможно измерение содержания кислорода в атмосфере. Выходное напряжете измерительного моста, при сильном ограничении диффузии кислорода; ¿¡о и избытке горючего, определяется выражением

Г и Ска У<рк ,

где п - количество молей горючего, необходимое для сгорания одного, моля кислорода; ■ Огн - низшая теплотворная способность горючего; Ска - концентрация кислорода в атмосфере.

Из уравнения видно, что выходное напряжение зависит только от содержания кислорода и величины диффузионного сопротивления. Диффузию кислорода в реакционную камеру наиболее удобно ограничить при помощи калиброванного отверстия в стенке камеры, что исключает зависимость результатов измерения от давления, обеспечивает стабильность параметров при эксплуатации и их повторяемость при серийном изготовлении датчиков.

При реализации предложенного способа,решен ряд основных вопросов: выбран вид "катализатора и обоснов&н режим работы термогруппы, выбран вид горячего и способ его подачи в реакционную камеру, исследовано влияние температуры, давления,параметров питания и газового сотава атмосферы на работу термокаталитического датчика.

Выбор катализатора и режима работы термогруппы выполнен с учетом необходимости обеспечения высокой эффективной диффузионной проводимости рабочего элемента Уэ , исключения возможности отравления катализаторов различными примесями рудничной атмосферы и ограничений накладываемых условиями полного удаления продуктов горения из реакционной камеры. В результате исследований предложено использовать высокотемпературные платино-палладиевые катализаторы при температуре предварительного нагрева элементов в диапазоне 2Ю - 320°С.

Исследованы различные варианты подачи горючего в реакционную камеру, в результате чего предложено осуществлять хранение горючей жидкости в отдельном элластичном резервуаре и использовать капиллярно пористые материалы для-ее подачи и испарения. При Еыборе горючей жидкости учтены следующие обстоятельства: возможность ее окисления до конечных продуктов, характер изменения давления паров жидкости в интервале измениния температуры окружающей среды, теплотворная способность жидкости, возможные непроизводительные потери горючего, характер продуктов реакции и их взаимодействия с жидкостью, В результате исследований установлено, что в качестве горючего наиболее целесообразно использовать химически чистые, мало летучие предельные углеводороды от СюИгг до С/вНц или их смеси, гептиловый, гептановый, изоамиловый спирты, уайт-спирит и др. При принятом размере .калиброванного отверстия сС = I мм, £ « 2 мм, необходимый годовой запас горючего не превышает 25 г.

Теоретический анализ,и экспериментальные исследования разработанных термокаталитических датчиков кислорода показали, что результаты измерения не зависят от величины атмосферного давления, а температурная зависимость - на один-два порядка меньше чем у известных термомагнитных средств измерения.

Наличие метана в атмосфере не влияет на работу датчика. Наличие водорода и оксида углерода, например в пожарных газах, приводит к некоторому росту выходного напряжения датчиков, поэтому для измерения содержания кислорода в пожарных газах разработан датчик . с электрохимическим разложением воды и подачей в реакционную камеру, в качестве горючего; водорода, что исключает указанную зависимость.

Существенным достоинством разработанного датчика кислорода является возможность его непосредственного подключения к существующим средства!.) контроля метана, вместо выносных датчиков метана. При этом не требуются какие-либо.существенные изменения в принципиальной схеме этих средств,а требуется только установка их чувствительности по кислороду и регулировка порогов срабатывания сигнализации о недопустимо^ концентрации фактора.

Перспективные направления разработки средств контроля

рудничного микроклимата и ядовитых газов в рудничной атмосфере

При рззрабмке стационарных средств контроля рудничной атмосферы для измерения температуры воздуха целесообразно использование медных или никелевых термометров сопротивления, а в комплексных переносных приборах - кремниевых элементов.

Исследования существующих датчиков контроля относительной влажности воздуха показали, что практически ни один из них не может быть использован как в переносных так и в стационарных изделиях. Это обусловлено тем, что относительная влажность воздуха в горних выработках часто достигает 100£ при одновременном возможном наличии активных тэ^оъ ^/0 ,МОг , SO¿f SO¿ , пыли и значительной концентрации СОг. В таких условиях длительная работа датчиков сопровождается возникновением необратимых явлений, связанных с образовишем электролитов, разбуханием чувствительных элементов, изменениями химического состава чувствительных элементов или поверхности конденсации. Поэтому основным требованием, которое предъявляется к датчикам влажности рудничного воздуха, является относительно простая их регенерация или смена чувствительной поверхности. В иных случаях требуется создание для датчика условий при которых невозможно возникновении указанных необратимых явлений.

Для стационарных средета контроля одним из наиболее приемлемых является метод основанный на определении точки росы, при охлаждении поверхности конденсации малогабаритными полупроводниковыми термоэлементами и периодической регенерации поверхности путем ее нагрева.

В последнее время в технике контроля относительной глажнос-ч;и находят широкое применение дешвчые резистивные или емкостные датчики. Диапазон измерения таких .датчиков как правило не превышает 90$, поэтому в шахтных условиях они теряют работоспособность по указанным ранее причинам. Учитывал нгшаженность изготовления таких датчиков, а также их относительную простоту, нам:» предложен метод измерения с исскуственным снижением влажности в измерительной камере, который реализован в устройства с встроенным солевым эталоном влажности. Измерительная камера устройства, где установлены чувствительный и компенсационный элементы, соединяется калиброванными отверстиями с одной стороны с атмосферой, а с другой - с внутренней полостью солевого эталона влажности. Относительная влажность в камере V определяется влажностью коптро-

лируемой среды Чк и эталонной влажностью Ys > а также значение;.! соответствуицих диффузионных проводимостей <£и

В шахтных условиях за.эталон влажности целесообразно использовать хлорид натрия с = 75$. В этом случае, при и изиз-нении (рк в пределах 53 - 100$ относительная влажность в- камере изменяется от 62,5 до 67,что исключает потерю работоспособности датчиков¿'Наличие встроенного эталона влажности позволяет в шахтных условиях осуществить проверку датчиков,а также существенно улучшает, линейность характеристики датчиков.

При конструировании'комплексных переносных приборов описанные' устройства не могут быть использовали из-за значительной энергоемкости первого и большой постоянной времени второго устройства. Учитывая то, что при работе с такими приборами всегда мо;:сно выполнить несложные операции по регенерации или смена чувствительных элементов, нами предложено в комплексных устройствах контроля скорости движения, температуры и относительной влажности воздуха использовать психрометрический метод. Экспериментально определены условия, при которых теплообмен чувствительных кремниевых элементов является эквивалентным теплообмену психрометрических термометров, что .позволило использовать существующие психрометрические зависимости относительной влажности от температуры сухого и увлажненного термометра и скорости движения воздуха. Предложенный датчик влажности использобан при разработке комплексного переносного прибора ИСТВ-1, предназначенного для измерения 'скорости движения,- температуры и относительной влажности воздуха.

Анализ, существующих методов и средств контроля скорости движения, воздуха показал, что наиболее приемлемым для рудничных условий является тахометрический метод. Датчики основанные на иных методах измерения, в т.ч.-термоанемометры и вихревые расходомеры, неработоспособны, в шахтных условиях. Существенные недостатки та-хометрических датчиков:ограниченный диапазон измерения в т.ч. в области малых скоростей.и отсутствие контроля направления движения воздуха. Для стационарных средств эти недостатки устранены в разработанных нами измерителях скорости и направления движения воздуха IICIIB-I, путем принудительной вибрации узла подвески криль-чатки и контроля фазы напряжения, снимаемого с специального двух-катушечного индуктивного преобразователя. В случае изготовления крыльчатки.из магнитомягкого .материала, .контроль направления движения: воздуха целесообразно осуществлять, разработанным наш датчиком с и&ссгмотричшм приемка:.;'злсуйнто:? индуктивного тг.ля, в

котором используются различия в скорости нарастания потерь при движении крыльчатки в разннх направлениях.

В перекосных измерителях скорости движения воздуха целесообразно расширить нижний диапазон измеряемых скоростей до 0,05 м/с, для контроля утечек через вентиляционные сооружения. Снизить порог трогания крыльчатки можно за счет внешнего воздействия, компенсирующего момент трения в опорах. С згой целью нами было предложено осуществлять принудительное вращение крыльчатки с небольшой угловой скоростью, путем введения в измеритель дополнительной катушки электромагнита и элементов для его синхронного включения. Однако экспериментальные исследования показали, что при этом существенно снижается крутизна характеристики преобразователя в области малых скоростей. Поэтому, для увеличения чувствительности измерителя и устранения ошибки от возможной нестабильности начальной угловой скорости крыльчатки, предложено определять'скорость при спутном Ус и встречном ¿/¿ движении воздуха, а затем малую скорость рассчитывать как У- К (Uc ' ITg) , где к - постоянная величина.

Для измерения скорости движения воздуха в,вентиляционных трубопроводах нами предложен датчик автоколебательного типа, содержащий закрепленное на оси. колеблющееся тело в виде трехгранной призмы с хвостовиком, тело обтекания и иедуктивный преобразователь. Экспериментальные исследования датчика показали, что при простой конструкции датчик' имеет линейную характеристику, проходящую через начало координат, и позволяет измерять скорость в диапазоне 4-40 м/с. Коэффициент преобразования датчика составляет 2,6 с/м.

К наиболее.признанньтм методам контроля оксида углерода относятся электрохимические и оптические абсорбционные. Электрохимические методы, среди которых наиболее широкое применение нашел вольт-амперомметрический метод, используют преимущественно в переносных газоанализаторах. В стационарных средствах предпочтение часто отдают оптическим абсорбционным методам, из-за низкой временной стабильности электрохимических датчиков. '■-■•.

Существующие стационарные шахтные газоанализаторы, обеспечивающие . контроль микросоде ржа ний оксида" углерода, выполняют двухлу-чевыми, а более простые .- однолучевые газоанализаторы существенно уступают им по чувствительности. Общим их недостатком является наличие временного дрейфа' нуля, в том числе и- в• двухлучевых приборах. Это обуславливает необходимость периодической проверки аиализато-. ров и корректировки их-нулевых показаний. •

. Указанные недостатки.устранены в разработанном нами однолуче--ли оптико-акустическом абсорбционном анализаторе, который при

достаточно простой оптической схеме имеет чувствительность аналогичную двухлучевым приборзн. Ото досктпул) за счет ичзденля в измерительную сх^му анализатора устройств обеспечивающих поочередное заполнение измерительной кюветы анализиру-зыой рязочоЯ смесью и той-я;е смесью не содержащей измеряемого компвнента, а также электронных узлов для выделения разностного сигнала.

Другим вариантом решения задачи, является разработанной нами газоанализатор с неподвижным полым секционированным блоком рабочих и сравнительных кювет, в котором источник и приемник излучения закреплены соосно на противоположных фланцах жесткой подзик-ной конструкции. Питание источника излучения и других электронных узлов, расположенных на подвижной конструкции, в анализаторе осуществляется от роторной обмотки приводного асинхронного двигателя с фазным ротором, работающего в редиме большого сколь;.ония.

При создагаи стационарных средств контроля углекислого газа широкое применение налел только оптически.! абсорбционный иэтод. Это-обусловлено тем, что физико-химичвскиз свойства углекислого газа не обеспечивают его селективного контроля иными, более прос^ " тыми методами. Так, коэффициент теплопроводности газа существенно отличается от теплопроводности воздуха, однако наличие метана и паров' воды не позволяет использовать термоконцуктометричестай метод контроля. В.известных термокондуктометрическнх преобразователях сравнительный элеьгакт герметизирован и может компенсировать только, изменения температуры и напряжения питания, а исключить зависимость результатов'измерения от содержания влияющих газов,и влажности атмосферы можно только при отказе от полной герметизации сравнительного элемента и применении веществ селективно поглощающих углекислый газ, ко не оказывающих влияния на содержание других компанентоэ. Наиболее предпочтительно прп?знениз гкдроок-сида кальция, 'который в гранулированном ваде нгиел широкое .применение в шахтных интерферометрах. Однако давление насыщенного водяного пара над его поверхность» к карбонатом кальция отличается от давления над поверхностью воды.

' •Экспериментальные исследования влияния паров веды на работу термокондуктоме'трических датчиков показали,-что их выходноЛ сигнал зависит не -только от абсолютного влагоердер.тлнкя но и от материала стенок реакционной камеры и. тг.тщины гоздугпюЯ прослойки. Причем, максимальная ч;, псг-'л:'тслы!л ¿ть к парам воды наблюдается у датч'.'коп ■ янполтгнж из гндрофобшх материмо:;, например фторопласта, а лэгот'о^лзьте кпври ге ггдрлфадып.].: ьпторрллоз сущест-венпс сш:;:;аат чуъстглпа.'ьг.осг.. г. пара'.; года. Сто г^л:'"!"- т-.-'гп

объяснить изменением количества воды сорбированной поверхностью реакционной камеры и изменением ее отражательной способности в длинноволновом диапазоне оптического излучения.

При обработке поверхности-реакционной камеры солевыми растворами или кислотами влияние паров воды значительно снижается,, вплоть до полного исчезновения указанной зависимости. Оптимальным вариантом обработки поверхности металлокерашческих газодиффузионных фильтров, выполненных,из порошка титана, является их сульфатиро-вание, осуществляемое путем обработки раствором серной кислоты с поел едущей сушкой.

Результаты выполненных исследований позволили разработать тер-мокондуктометрический измеритель содержания углекислого газа. Учитывая относительно малую величину выходного сигнала датчика.при контроле содержания углекислого газа в рудничной атмосфере, принят периодический режим измерения. Измеритель состоит из идентичных рабочего и'сравнительного'датчиков,' реакционные камеры которых выполнены из металлокерамики, обработанной серной кислотой. Датчики имеют естественную связь с исследуемой средой, а кроме того, к одному из датчиков периодически, при:помощи побудителя, подается исследуемая среда через реактор содержащий химический известковый поглотитель,:которая не. содержит углекислого Газа. При выключенном побудителе автоматически устанавливается нуль ■ анализатора, а при включенном— измеряется содержание углекислого газа. ' ' ■

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате выполненных исследований дано теоретическое обобщение и решение имеющей социальное и народнохозяйственное значение научной проблемы, заключающейся в разработке системы и средств для оперативного контроля состава и параметров.рудничной атмосферы, обеспечивающих повышение эффективности контроля уровня безопасности горных работ и санитарно-гигиенических условий труда.

Основные научные результаты, выводы и практические рекомендации заключаются в следующем.

I. Для обеспечения оперативного контроля состава й. параметров рудничной атмосферы требуется разработка системы технических средств, включающей портативные переносные приборы и комплексные стационарные средства контроля. Перспективной является система '.автоматического дистанционного контролясостоящаяиз связанных с дневной поверхностью общей телемеханической системой локальных ■ измерительных станций, которые содержат набор первичных преОбра- .

зователей, подключаемых посредством коммутатора к микропроцессорному блоку измерения, обидой блок местного питания, блоки индикации, сигнализации, управления и сопряжения с линией связи.

2. С целью обоснования методов контроля запыленности рудничной атмосферы, выполнен анализ основных характеристик шахтных аэрозолей. Показано, что наиболее изменчивой и непредсказуемой характеристикой пыли, которая существенно влияет на результаты измерения, является дисперсный состав пыли.

В результате анализа процессов образования пыли, выполненного с учетом вероятностного характера разрушения и шероховатости трущихся поверхностей, получено математическое описание функции распределения рудничных аэрозолей, которая совпадает с эмпирическим распределением Розина-Раышера при значении показателя степени равным двум. При распространении аэрозолей в горных выработках изменения их дисперсного состава не приводят к изменению закона распределения. Угол наклона прямой, характеризующей распределение в двойной логарифмической координатной сетке, остается постоянным, а изменяется только начальное смещение прямой. Получены выражения позволяющие рассчитать концентрацию и дисперсный состав рудничных аэрозолей по длине и высоте горных выработок при наличии гравитационного и инерционного осаждения.

Теоретически полученная функция распределения достаточно хорошо совпадает с результатами экспериментальных исследований дисперсного состава рудничной пыли. Так, угол наклона прямой, характеризующей наиболее вероятное распределение по данным МакНИИ, равен 1,9.

3. Выполнен анализ электроионизационного и оптического методов контроля запыленности рудничной атмосферы. Установлено, что злек-троионизационный метод, при измерении заряда частиц перенесенного на коллектор обтекаемой формы и использовании для зарядки слаботочного коронного разряда со стабилизацией тока разряда, обеспечивает измерение концентрации пыли в гравиметрических показателях

и может быть использован при разработке технических средств контроля запыленности атмосферы горнорудных предприятий.

При использовании метода интегрального светорассеяния, измерение весовой концентрации пыли обеспечивается только при контроле запыленности в фиксированных точках горных выработок и относительно постоянном дисперсном составе пыли. Лучшие результаты обеспечиваются при регистрации малоуглового рассеян:« частиц пыли в диапазон-5 телесных углов ?. - С0 и стабилизации потека направленного сигтог.эго пучка.

4. Выполнен анализ методов контроля запыленности основанных на использовании счетчиков аэрозольных частиц. Установлено, что однозначная функциональная связь между параметрами импульсов оптических счетчиков и геометрическими размерами частиц обеспечивается только при применении абсорбционного метода их обнаружения.

Прся"г:кешП оптический абсорбционный метод измерения, при использовании в качество датчика абсорбционного счетчика, предварительном учете плотности частиц, выборе уровня нижнего ограничения импульсов на уровне собственных шумов счетчика частиц и интегрировании импульсов без их предварительного формирования обеспечивает измерение весовой концентрации пыли при любом ее дисперсном составе, а при известном законе распределения позволяет определить содержание любой фракции аэрозоля. Повышая уровень нижнего ограничения импульсов по отношению к исходному и определяя раз нищ' измерений возможно определить содержание респирабельной фракции аэрозоля при любом распределении частиц пыли. Условная кривая раздела фракций пыли соответствует при этом наиболее признанной за рубежом Лос-аламосской кривой.

5. Доказано, что ведение реакции гетерогенно-каталитического окислеиия при сильном ограничении диффузии контролируемой среды

в реакционную камеру и термическая балансировка измерительного моста существенно улучшают метрологические и эксплуатационные характеристики термокаталитических средств контроля метана: позволяют расширить диапазон измеряемых концентраций, исключить перегрев и выход со строя активного элемента при высоких концентрациях метана, снизить энергопотребление датчика и величину погрешности измерения от изменения температуры, скорости воздушного потока, питающего напряжения, активности элемента и загрязнения газодиффузионного фильтра, увеличить срок службы датчика.

Обоснован способ диагностики стационарных средств контроля содержания метана, позволяющий путем управления режимом работы термически сбалансированной термогруппы с двойным диффузионным фильтром, установить наличие нуля измерительного моста, оценить активность элементов, целостность фильтра, линии связи и исправность измерительных и выходных преобразователей.

6. Установлено, что ведение реакции каталитического окисления при обеспечении в реакционной камере избытка горючего и недостатке окислителя позволяет измерить содержание кислорода в атмосфере термокаталитическим методом.

Теоретически и экспериментально обоснован вид катализатора,

температурный реиш работы термогруппы, вид и необходимое количество горючего, способ подачи горючего и анализируемой газовой смеси в реакционную камеру. Установлено, что выходное напр^.еше разработанного термокаталитического датчика кислорода, при ограничении диффузии в реакционную камеру при помощи калио'рованного отверстия в стенке камеры и применении слабо летучего горючего, не зависит от изменения атмосферного давления и практически не зависит от температуры среды.

7. Предложены и обоснованы методы и технические решения обеспечивающие улучшение метрологических характеристик тахомзтрпчееких датчиков скорости движения воздуха в части расширения диапазона измеряемых скоростей и контроля направления движения потоков воздуха, путем применения принудительной вибрации узла подвески крыльчатки, принудительного вращения крыльчатки с небольшой угловой скоростью и использования несимметричных индуктивных преобразователей.

Установлен характер влияния свойств внутренней поверхности рабочей камеры термокондуктоматрических датчиков на их чувствительность к парам воды и предложен метод снижения этого влияния путем нанесения гидрофильного покрытия на внутреннюю поверхность камеры.

8. Выполненные исследования позволили разработать комплекс, новых технических средств для оперативного контроля состава и параметров рудничной атмосферы: портативных переносных приборов для контроля запыленности атмосферы, в том числе для шахт опасных по газу и горнорудных предприятий, стационарных средств контроля запыленности для предприятий угольной промышленности, в том числе совместимых с действующими системами кош-роля, устрс.!«--ьО для контроля содержания метана, кислорода, относительной 1

ти и скорости движения ЕОздуха, однолучевых абсорбционни.. . ■заторов микроеодержания оксида углерода, а также термок--. •• ../л. <ес-кого датчика с двойным диффузионным фильтром.

Научные основы работу использованы НПО "Красный кеталяавг", г. Конотоп, ЦИ1ЛА Восточного ГОКа, г. Желтые Води, Опытным заводом АН Украины, г. Львов, ДЗША и СКВ ПГШ АН Украины, г. Днепропетровск при опытно-конструкторской разработке и освоении производства средств для оперативного контроля состава и параметров рудничной атмосферы. Внедрение результатов работы имеет социальный о^фзкт, заключающийся а росте уровня безопасности горних работ и улучшении санитарно-гигиенических условии труда.

Новизна разработанных методов и средств контроля подтвержде-

на более чем двадцатью авторским! свидетельствами на изобретения и решениями о выдаче патентов на изобретения.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Бойко В.Л., Голинько В.И. Разработка средств контроля запыленности атмосферы для систем автоматического управления рудничной вентиляцией// Разработка месторождений полезных ископаемых.-К.: TexHina, 1980. - С. 05 - 88.

2. Бойко В.Д., Голинько В.И., Колесник В.Е. Шахтный фотопылемер для систем диспетчерского контроля// Снижение уровня вредных производственных факторов на горнорудных предприятиях. - И.: Недра, 1985. - С.31 -37.

3. Голинько В.И. Универсальный стевд для испытания пылеизме-рительной аппаратуры// Разработка месторождений полезных ископаемых. - К.: TexHiKa, 1980. - С. 88 - 90.

4. A.c. СССР 684404. Способ измерения концентрации дисперсной фазы аэрозоля/ Бойко В.А., Голинько В.И., Стасевич Р.К. -Опубл.

в Б.И., 1979, №33.

5. A.c. СССР 747817. Способ измерения концентрации дисперсной фазы арроэоля/ Бойко В.А., Голинько В.И. -Опубл. в Б.И.,1980,№26.

6. A.c. СССР 9I3I68. Способ измерения концентрации дисперсной фазы аэрозоля/ Бойко В.А., Голинько В.И., Колесник В.Е. - Опубл.

в Б.И., 1982, МО.

7. A.c. СССР 960587. Способ измерения концентрации дисперсной фазы аэрозоля/ Бойко В.А., Голинько В.И., Днепренко Ю.А. - Опубл.

в Б.И., 1982, *35.

8. Бойко В.А. .Голинько В.И. .Тищенко Н.И. Динамика запыленности в конвейерных выработках марганцевых шахт// Марганец. Добыча, обогащение и переработка. - Тбилиси: ГРУЗНИИНТИ, 1980. - C.I2 - 16.

. 9. Бойко В.А.,Голинько В.И., Колесник В.Е. и др. Разработка аппаратуры-оперативного дистанционного контроля запыленности в угольных шахтах// Состояние и пути совершенствования пылевого контроля на угледобывающих предприятиях. - М.: Типография Минуглепро-ма СССР, 1984. - С.32 - 36.

10. Голинько В.И. Некоторые вопросы теории олектроионизаци-онного метода измерения концентрации пыли// Пневмокониозы. Формообразование, профилактика и лечение. - Днепропетровск, 1979. -

С. 89 - 100.

11. A.c. СССР 826837. Устройство для измерения концентрации дисперсной фазы аэрозоля/ Бойко В.А. .Г'олинько В.И.

12. А.с.СССР 1406399. Способ автоматической газовой защиты угольных шахт и устройство для его осуществления/ Бойко В.А., Фрундин В.Е.,Голинько В.И. и др. - Опубл. в Б.И.,1988, №24.

13. А.с.СССР 1500925. Способ измерения содержания кислорода в газовой смеси/Голинько В.И., Дудник М.Н. - Опубл. в Б.И.,1969, »30.

14. Голинько В.И., Беловол А.И. Разработка средств контроля ядовитых газов в рудничной атмосфере// Новая техника и технология на горных предприятиях цветной металлургии. - Ереван:АрмШИНТИ, 1983 - С.72-74.

15.А.с.СССР 842494.Устройство для измерения концентрации дисперсной фазы аэрозоля/ Бойко В.А..Голинько В.И. - Опубл. в Б.И., 1981, №24.

16. А.с.СССР II40047. Тахометрический измеритель скорости движения воздуха/ Бойко В.А..Голинько В.И..Фруццин В.Е. и др. -Опубл. в Б.И., 1985, №6.

17. А.с.СССР II82404. Тахометрический измеритель скорости движения воздуха/Бойко В.А..Голинько В.И.,Фрундин В.Е. и др. -Опубл. в Б.И., 1985, №41.

18. А.с.СССР I28I983. Устройство для контроля концнтрации метана и скорости движения воздуха/ Бойко В.А.,Фруццин В.Е..Голинько

B.И. и др. - Опубл. В Б.И.,' 1987, И.

19. A.c.СССР 12I006I. Тахометрический измеритель скорости движения воздуха/ Бойко В.А.,Фруцди Н.Е.,Голинько В.И. и др. -Опубл. в Б.И., 1986, №.

20. А.с.СССР I29I847. Устройство для измерения концентрации дисперсной фазы аэрозоля/ Бойко В.А. .Голинько В.И..Колесник В.Е. -Опубл. в Б.И., 1987, №7.

21.Голинько В.И..Потемкин В.Я., Коссов П.А. Перспективы создания автоматических станций контроля параметров рудничной атмосферы

с применением микропроцессоров в ооставе АСУ ТП подземного рудника// В сб. Перспективы автоматизации горно-сбагатительного производства цветной металлургии/ Тезисы докладов Всес.н-т. совещания.М..1987.-

C. 37-40.

22. А.с.СССР 1335722. Устройство автоматического телеконтроля содержания метана на добычном участке/ Бойко В.А.,Фрундин В.Е., Голинько В.И. и др. - Опубл. в Б. И..,1987, Jf-33.

23.A.C.CCCPI433I80. Оптико-акустический однолучевой газоанализатор/ Бойко В.А..Голинько В.И.,Бут С.М.

24. A.c. СССР 15*18719. Оптический абсорбционный газоанализатор/ Голинько В.И.,Бут С.II. - Опубл. в Б.И.,1990, К9.

25. Голинько В.К.,НеЦветаев В.А.,Днепренко D.A., Колесник В.Е. Ыикро-ЭВМ в системе оперативного контроля запыленности уголыск шахт// Управление газовиделением и дегазация угольных шахт/ Тез.докл. Всес.н-т.конференции. Макеевка,1985,- С.39-41.

26. Голинько В.И.Использование инерционной сепарации в устройствах для измерения концентрации пыти// Рук.деп. в ЦНИИЭИу-голь 28.05.1979, П485.-14с.

27. A.c. СССР I34I&48. Устройство для измерения концентрации дисперсной фазы аэрозоля/ Бойко В.А..Колесник В.Е.,Голинько В.И. - Опубл. в Б.И., 1987, К37.

28. Голинько В.И. Измерение концентрации пыли с использованием переноса электрических зарядов потоком движуцегося аэрозоля// Рук. деп. в ЧЕП.'£ШШОВ1. 19.09.1979, К74Н. - 11с.

29. А.с* СССР I334I22. Искробезопасный источник питания/ Бойко В.А..Орундин В.Е. .Голинько В.И. и др. - Опубл. в Б.И,,' 1987, Jf32.

30. Голинько В.И. Применение электростатической сепарации в устройствах для контроля запыленности атмосферы// Рук. деп. в ЦНИИЭИуголь 28.05.1979, М484. - 16с.

- 31. Петричук A.A., Бойко В.А.,Голинько В.И. Система автоматического регулирования проветривания выемочного участка газовой шахты// Техника безопасности, охрана труда и горноспасательное дело. 1979, М.

32. Голйнько В.И..Днепренко ¡O.A. .Колесник В.Е. Унифицированный микропроцессорный модуль для средств контроля рудничной атмосферы// Проблемы пылегазового режима на уг. шахтах/ Тез. док. респ.н-т. конференции. Ыакеевка, 1988.

В совместно написания работах личный вклад автора состоит в разработке конструкции и принципиальных схем устройств /1,2, 9jI4,31,32/,разработке методов исследований и анализе результатов/ 8 /, разработке требований к средствам контроля / 21,25 / а также в разработке существенных признаков новых способов и средств контроля состава и параметров атмосферы / 4,5,6,7,11,12,

Голинько В.И.