Pobierz szczegóły technologii

Scenariusze rozwoju technologicznego przemysłu wydobywczego rud miedzi i surowców towarzyszących w Polsce
Strona 1
KARTA TECHNOLOGII
Systemy kontroli parametrów bezpieczeństwa
Symbol
I-3
CHARAKTERYSTYKA
Przeznaczenie
W zakładach górniczych eksploatujących rudy miedzi, podstawowym zagrożeniem naturalnym jest
zagrożenie tąpaniami, w związku z czym w zakładach zorganizowane są
służby wyposażone w odpowiednie środki techniczne. Umożliwiają one rejestrowanie aktywności
sejsmoakustycznej w szczególnie zagrożonych tąpnięciami rejonach oraz ocenę zagrożenia i nowe
metody statystycznej obróbki danych (funkcja ryzyka dla kontrolowanych rejonów). Ponadto
posiadają też większą dynamikę rejestracji i przetwarzania, różnorodną wizualizację graficzną
przebiegów, większą funkcjonalność (dwustopniowe przetwarzanie, wizualizacja i archiwizacja w
IBM PC, umożliwia stosowanie różnych metod lokalizacji), oraz synchronizację podstawy czasu
rejestracji ze stacji radiowej.
Elementy składowe
Kopalniana stacja geofizyki górniczej w O/ZG Rudna
Stacja uruchomiona została w pierwszym kwartale 1988 r. w oparciu o Decyzję - Zezwolenie na
oddanie do ruchu urządzeń stacji do pomiarów, rejestracji i wykrywania zjawisk sejsmicznych w
górotworze L.dz. UGBK-16/432/1499/87 z dnia 17.02.1988 r.
Kopalniana Stacja Geofizyki Górniczej ZG "Rudna" usytuowana jest na terenie ZG "Rudna"- rejon
Rudna Główna w budynku wolnostojącym. KSGG ZG "Rudna" posiada podstawowe zasilanie
energią elektryczną wykonane dwoma niezależnymi kablami, z dwu transformatorów oraz zasilanie
rezerwowe (awaryjne), które stanowi agregat prądotwórczy spalinowy. W pomieszczeniu
Rejestratorni KSGG ZG "Rudna" zainstalowano urządzenia i aparaturę sejsmiczną:
- kopalniany system sejsmiczny ELOGOR - C (32 kanałowy) EM-1141/4211/32/93/Re z dnia 20.07.1993
- system sejsmoakustyczny ARES 4 - 1szt (1 x 8 kanałów) GEM-1594/4404/1/95/Re z dnia 27.06.1995
- system sejsmoakustyczny ARAMIS A - 1szt (3 x 8 kanałów) GE-123/99 z dnia 05 listopada 1999r.
- komputery pomocnicze - IBM PC
- urządzenia zasilania awaryjnego (UPS typ FERRUPS, QFD4.3 UBS typ UBS-48G)
- powierzchniowy system sejsmiczny ELOGOR - C (POW) (32 kanałowy)
- urządzenia klimatyzacji - Carrier - 30EQ060-903-40
Sposób funkcjonowania
Scenariusze rozwoju technologicznego przemysłu wydobywczego rud miedzi i surowców towarzyszących w Polsce
Strona 2
Struktura organizacyjna stacji sejsmicznej i cel działania
Kierownik Kopalnianej Stacji Sejsmicznej - Starszy Geofizyk Górniczy - podlega Głównemu
Inżynierowi ds. Mechaniki Górotworu i Obudowy. Obsadę osobową stacji sejsmicznej stanowi 7
pracowników o kwalifikacjach geofizycznych, górniczych, elektrycznych i elektronicznych co
zapewnia całodobowy i całoroczny ruch ciągły i prowadzenie pomiarów geofizycznych.
Kopalniana Stacja Geofizyki Górniczej O/ZG "Rudna" prowadzi obserwacje aktywności sejsmicznej
górotworu obszaru górniczego ZG "Rudna". Prowadzenie ciągłej obserwacji sejsmicznej i
sejsmoakustycznej jest jednym z rygorów prowadzenia eksploatacji górniczej. Obserwacja i
rejestracja zjawisk sejsmicznych pozwala na zwiększenie bezpieczeństwa prowadzonych robót
górniczych.
Ogólnokopalniany System Sejsmiczny ZG "Rudna" zbudowany jest w oparciu o:
- kopalniany system sejsmiczny ELOGOR - C (32 kanałowy)
- system sejsmoakustyczny ARES-4 (8 kanałów)
- system sejsmoakustyczny ARAMIS A (24 kanały)
- przełącznicę teletechniczną typu KRONE
- magistralną sieć sejsmiczną
- oddziałowe sieci sejsmiczne
- stanowiska sejsmiczne
Na wyposażeniu jest także powierzchniowy system sejsmiczny ELOGOR - C(POW) - 32 kanałowy)
rejestrujący parametry drgań powierzchni spowodowane robotami górniczymi.
Sieć dołowych stanowisk sejsmicznych obejmująca teren całej kopalni i aparatura sejsmiczna
zainstalowana w KSGG O/ZG "Rudna" pozwala na:
- natychmiastową rejonizację ognisk wstrząsów,
- lokalizację epicentrów ognisk wstrząsów o energii >1E3J z dokładnością do ok.50m.,
- ocenę energii zjawiska sejsmicznego,
- natychmiastową ocenę charakteru zjawiska w oparciu o znaki pierwszych wejść fali P,
- obserwację sejsmiczną powierzchni na terenie miasta Polkowice.
Aparatura stosowana do pomiarów
- System sejsmiczny ELOGOR-C - 2kpl , po 32 kanały pomiarowe.
- obserwacja drgań górotworu - obejmuje swoim zasięgiem rejestracje wstrząsów ze wszystkich
oddziałów eksploatacyjnych ZG Rudna, (1kpl)
- rejestracja drgań gruntu i obiektów budowlanych na powierzchni wywołanych wstrząsami
górniczymi, (1 kpl)
- b) System sejsmoakustyczny ARES - 4 - 8 kanałów
- obserwacja drgań górotworu w paśmie sejsmoakustycznym - obejmuje swoim zasięgiem oddział
G-22/4,
- c) system sejsmoakustyczny ARAMIS A 24 kanały (8 czujników trójskładowych)
- obserwacja drgań górotworu w paśmie sejsmoakustycznym - obejmuje swoim zasięgiem oddział
-3/4,
- c) System ARP2000/P- 5 kpl, po 12 kanałów pomiarowych
- obserwacja drgań obudowy szybowej wywołanych eksploatacją górniczą. Rejestrowane są
Scenariusze rozwoju technologicznego przemysłu wydobywczego rud miedzi i surowców towarzyszących w Polsce
Strona 3
przyśpieszenia drgań budowy szybowej w szybach: R-I, R-III, R-VI, R-VIII, R-IX w czterech
punktach pomiarowych dla każdego szybu. Pomiaru dokonuje się za pomocą trójskładowych
czujników akcelerometrycznych.
- d) System ARP2000/SZ- 14 kpl, po 3, 6 lub 9 kanałów pomiarowych
- obserwacja drgań gruntu i fundamentów obiektów budowlanych na powierzchni - obejmuje swoim
zasięgiem teren górniczy RUDNA-I i RUDNA-II oraz zapory zbiornika odpadów "Żelazny Most".
Rejestrowane są przyśpieszenia drgań mierzone trójosiowymi czujnikami akcelerometrycznymi
Dyspozytorski System Powiadamiania o Wstrząsach (DSPW-R)
System Sejsmiczny ELOGOR-C służy do rejestracji, archiwizacji i analizy zjawisk sejsmicznych
występujących w kopalniach.
Podstawowe zadania systemu to:
- detekcja zjawisk sejsmicznych,
- transmisja i przetwarzanie analogowych sygnałów sejsmicznych na sygnały cyfrowe,
- zapisywanie na twardym dysku systemu, w postaci cyfrowej, sygnałów zakwalifikowanych jako
zjawiska sejsmiczne,
- lokalizacja ognisk zjawisk sejsmicznych na podstawie zarejestrowanych sygnałów,
- estymacja energii zjawisk sejsmicznych,
- wyznaczanie parametrów do określania mechanizmów zjawisk zachodzących w ognisku wstrząsu.
System daje możliwość jednoczesnej rejestracji i obróbki danych w czasie rzeczywistym.
Wyliczone parametry wykorzystane są do badań wpływu eksploatacji górniczej na stan górotworu i
określania stopnia zagrożenia sejsmicznego.
W skład systemu wchodzą:
- sejsmometry typu SM3KW, MK-3, MK-3A
- modulatory typu FM66840
- linia transmisyjna kablami typu YTKGxFty
- głowica kablowa typu KRONE
- demodulatory typu D 80840
- przetworniki A/C
- komputer podstawowy typu IBM
- komputer pomocniczy typu IBM
Podstawowe dane techniczne systemu ELOGOR-C:
- Ilość rejestrowanych kanałów- 32
- Pasmo rejestrowanych sygnałów- 0,5 - 150 Hz
- Rodzaj transmisji- analogowa z modulacją FM
- Częstotliwość nośna- 840 Hz ± 40%
- Dynamika: modulatora- 66dB
- demodulatora- 80 dB
- przetwornika A/C- 72 dB
- Częstotliwość próbkowania 500 Hz
- Zasilanie aparatury powierzchniowej 220 V ( 10% -15%) ; 50Hz ±1Hz sieć zabezpieczona
wyłącznikami różnicowo-prądowymi o J=30mA
- Zasilanie części dołowej- napięcie stałe 30V
Scenariusze rozwoju technologicznego przemysłu wydobywczego rud miedzi i surowców towarzyszących w Polsce
Strona 4
Aparatura kontrolno-pomiarowa jest zabudowana w rejestratorni sejsmicznej. Za pomocą torów
transmisyjnych połączona jest z siecią 32 stanowisk sejsmicznych. Stanowiska rozmieszczone są
na poziomie złoża oraz od 400-600 m. nad poziomem złoża we wnękach technologicznych
wybudowanych w szybach (5 stanowisk). Na stanowiskach sejsmicznych zainstalowane są
sejsmometry typu MK-3 produkcji angielskiej firmy "Sensonics". Transmisja sygnałów sejsmicznych
odbywa się magistralną siecią teletechniczną (poza siecią telefoniczną) metodą modulacji
częstotliwościowej. Nadajnikiem są modulatory typu M66840 (częstotliwość nośna f0 = 840 Hz,
dewiacja częstotliwości ∆=40%). Odbiornikami są demodulatory typu D80840AZ. Układ ten
zapewnia dynamikę transmisji ok. 66dB.
Wszystkie tory pomiarowe posiadają aktualne charakterystyki amplitudowo-częstotliwościowe
wyznaczone przez producenta urządzeń do transmisji sygnałów, który wykonuje jednocześnie
serwis - Zakład SON-EL z Wrocławia. W ramach serwisu prowadzona jest bieżąca aktualizacja
charakterystyk amplitudowo-częstotliwościowych.
Rejestrator sejsmiczny dokonuje cyfrowego przetworzenia sygnałów i zapisuje je na dysk w postaci
pliku komputerowego. System wyposażony jest w dwa rejestratory cyfrowe działające niezależnie.
Stanowi to rezerwę na wypadek awarii jednego z nich.
Dalszych analiz zjawisk dokonuje się w analizatorze, który jest połączony
z rejestratorem poprzez wewnętrzną sieć komputerową. W przypadku awarii analizatora jego
funkcję może przejąć inny mikrokomputer z zainstalowanym oprogramowaniem. Zastosowanie
komputerowych metod wizualizacji i obliczania parametrów zjawisk sejsmicznych pozwala na
znaczne przyśpieszenie podstawowych procedur:
- natychmiastowej rejonizacji ogniska wstrząsów,
3
- obliczania lokalizacji ogniska wstrząsów o energii > 10 J, (X, Y, Z),
- oceny energii zjawiska sejsmicznego na podstawie całkowania przebiegu sejsmicznego,
- natychmiastową przybliżoną ocenę charakteru zjawiska w oparciu o znaki pierwszych wejść fali P.
- wyznaczenie parametrów charakteryzujących mechanizmy zachodzące w ognisku wstrząsu,
- sporządzanie zestawień i wykresów wstrząsów.
Oprogramowanie analizatora zawiera wiele opcji do realizacji wymienionych głównych zadań oraz
stanowi narzędzie dla prac analitycznych geofizyka.
Lokalizacja hipocentrów zjawisk dokonywana jest w oparciu o algorytm programowy wykonany
przez zespół prof. Bernarda Drzęźli z Politechniki Śląskiej w Gliwicach.
Archiwizacji zarejestrowanych zjawisk sejsmicznych dokonuje się w "Rejestrze Zjawisk
Sejsmicznych" oraz niezależnie w rejestrze komputerowym.
Zapisy cyfrowe przebiegów drgań archiwizuje się w okresach comiesięcznych na trwałych
nośnikach cyfrowych typu CD-R.
W 2005 roku zespół prof. Sławomira Gibowicza z PAN Warszawa dokonał weryfikacji parametrów
stosowanych do obliczania energii sejsmicznej wstrząsów przy pomocy całkowania zapisów
sejsmicznych - metody stosowanej w ZG Rudna od 2001 r. W opracowaniu określono także
optymalne i aktualne poprawki pozwalające na zachowanie jednolitej skali energii dla całego okresu
pracy sieci sejsmicznej. W opracowaniu stwierdza się, ze wartości energii wyznaczone przez
kopalnię dla wstrząsów z lat 2001-2004 nie różnią się między sobą, co pozwala na jednoznaczne
porównywanie tych wielkości.
W 2003 roku uruchomiono w Rejestratorni sejsmicznej "Dyspozytorski system powiadamiania o
wstrząsach DSPW". Jest to specjalistyczny serwer sieciowy pracujący w sieci komputerowej O/ZG
Rudna. Jego zadaniem jest śledzenie danych z Analizatora sejsmicznego pochodzących z
opracowanych zdarzeń sejsmicznych i natychmiastowe rozsyłanie tych informacji do
zadeklarowanych odbiorców - osoby Kierownictwa Ruchu Zakładu Górniczego. Natychmiast po
opracowaniu zjawiska sejsmicznego przez geofizyka lub obserwatora w rejestratorni sejsmicznej, na
ekranach komputerowych u odbiorców pojawia się informacja o zdarzeniu sejsmicznym
Scenariusze rozwoju technologicznego przemysłu wydobywczego rud miedzi i surowców towarzyszących w Polsce
Strona 5
(podstawowe parametry) wraz z graficzną prezentacją epicentrum na komputerowej mapie oddziału
górniczego. Uruchomienie tego systemu pozwoliło na znaczne skrócenie czasu od opracowania
zjawiska do powiadomienia odpowiednich służb o zjawisku oraz dodatkowo przesłanie
jednoznacznej informacji graficznej, dotyczącej lokalizacji zjawiska względem sytuacji
geologiczno-górniczej w oddziale eksploatacyjnym.
Analiza konfiguracji sieci sejsmologicznych w ZG "RUDNA" została dokonana w 2006r., w pracy
zleconej zespołowi z Politechniki Śląskiej w Gliwicach pod kierunkiem dr Piotra Kołodziejczyka.
Dokonano analizy konfiguracji całej istniejącej sieci sejsmometrów O/ZG "Rudna". W opracowaniu
stwierdza się: "Aktualne rozmieszczenie sejsmometrów w sieci sejsmologicznej w O/ZG Rudna
umożliwia poprawną lokalizację XY ognisk wstrząsów (z dokładnością poniżej 40 metrów) we
wszystkich obszarach objętych monitorowaniem sejsmiczności, przy założeniu błędów w odczycie
czasów pierwszych wejść fali P o odchyleniu standardowym 5 msek." Częstotliwość próbkowania
sygnałów sejsmicznych 500Hz, umożliwia rozróżnienie pierwszych wejść z dokładnością 2 msek.
Jednocześnie poddano optymalizacji projekt sieci sejsmicznej (rozbudowa) planowanej jako stan
docelowy do 2006 roku, związany z postępem robót górniczych.
Kontrola stanowisk sejsmicznych wykonywana jest przez obsługę kopalnianej stacji sejsmicznej
KSS co najmniej raz na pół roku. Wyniki kontroli zapisywane są w książce kontroli stanowisk
sejsmicznych i w kartach informacyjnych stanowiska sejsmicznego.
Każdy tor pomiarowy posiada aktualne charakterystyki amplitudowo-częstotliwościowe wykonane w
maju 2004 roku przez firmę SON-EL z Wrocławia - producenta podzespołów wykorzystywanych w
torach pomiarowych.
Sejsmoakustyka
Kopalniana Stacja Sejsmiczna wyposażona jest w aparaturę sejsmoakustyczną ARES-4 produkcji
EMAG w Katowicach oraz system sejsmoakustyczny ARAMIS A.
-Sejsmoakustyczna aparatura średniej wielkości system ARES-4
System przeznaczony jest do obserwacji sejsmoakustycznych w kopalniach. W wersji
autonomicznej rejestruje i przetwarza informacje z ośmiu czujników sygnałów sejsmoakustycznych.
Podstawowe parametry techniczne systemu ARES-4:
- rodzaj czujnika- typ CS/TSA-3 lub CS/TSA-4 wyposażony w przetwornik piezoakustyczny GPZ-1
z przedwzmacniaczem
- rodzaj transmisji- prądowa ze stacji nadawczych DS/TSA-3 lub DS/TSA-4
- pasmo przetwarzanych częstotliwości- 200 ÷ 3000 Hz
- czułość przetwornika- 30 mV/g
- zasięg- 16 km
- ilość kanałów- 8
- dynamika transmisji- 60 dB
Część powierzchniową stanowi stacja powierzchniowa SP/ARES-4 łącznie z przyłączonym
monitorem i klawiaturą zabudowana na powierzchni kopalni w Kopalnianej Stacji Sejsmicznej
ZG"Rudna" - na istniejącym stojaku aparaturowym nr 1.
Jako linię transmisyjną wykorzystuje się istniejącą - dopuszczoną do ruchu - magistralną sieć
transmisyjną, z której korzystają dotychczasowe systemy obserwacji sejsmicznych. Na dole kopalni,
do sieci magistralnej dołączone są liniami lokalnymi, czujniki sejsmoakustyczne zabudowane w
Scenariusze rozwoju technologicznego przemysłu wydobywczego rud miedzi i surowców towarzyszących w Polsce
Strona 6
oddziale G-22.
Na powierzchni kopalni sieć magistralna kończy się na przełącznicy KRONE zlokalizowanej w KSS,
do której podłączyć należy kablami teletechnicznymi stację powierzchniową.
Część dołowa aparatury zabudowana jest w rejonie oddziału, gdzie prowadzone są obserwacje
sejsmoakustyczne górotworu. W wyrobiskach górniczych zainstalowanych jest 8 czujników
sejsmo-akustycznych typu GPZ2 lub CS/TSA-4 oraz stacje sejsmoakustyczne dołowe DS/TSA-4 z
nadajnikami sygnałów NSA.
Aparatura ARES-4 realizuje następujące funkcje:
- przetwarza trzaski o częstotliwościach akustycznych generowane przez górotwór na sygnały
elektryczne w zakresie od 200Hz do 3kHz,
- wzmacnia te sygnały i przesyła na powierzchnię,
- automatycznie testuje kanały pomiarowe aparatury łącznie z czujnikami,
- rejestruje w sposób ciągły sygnały sejsmoakustyczne (cyfrowo),
- próbkuje obwiednię wyprostowanych sygnałów,
- dokonuje detekcji impulsów sejsmoakustycznych,
- rejestruje parametry obwiedni: czas początku, czas trwania, amplitudę maksymalną obwiedni,
- dokonuje pomiaru częstotliwości przeregulowań w sygnale sejsmoakustycznym,
- przesyła informacje do komputera nadrzędnego,
- przetwarza dane pomiarowe,
- dokonuje wizualizacji wyników rejestracji i przetwarzania sygnałów sejsmoakustycznych
w postaci wydruków i wykresów na monitorze i drukarce,
- zapewnia komunikację z operatorem systemu
Przetwarzanie danych pomiarowych obejmuje zestaw funkcji:
- estymacja mocy szumu i sygnału użytecznego,
- selekcja impulsów na "użyteczne" i "zakłócenia",
- sumowanie impulsów w odcinkach godzinowych i zmianowych,
- określenie energii umownej impulsu, badanie rozkładu energii w czasie,
- określenie odchyłki od średniej energii umownej,
- analiza widmowa sygnałów sejsmoakustycznych,
- zgrubna lokalizacja trzasków.
Pełne przetwarzanie danych pomiarowych dokonywane jest przy zastosowaniu komputera
nadrzędnego.
Z uzyskiwanych danych pomiarowych zespół badawczy z AGH w Krakowie, wykorzystując
programy komputerowe analizuje funkcję ryzyka sejsmicznego na podstawie zmian parametrów
rozkładów statystycznych energii i odstępów czasowych sygnałów sejsmoakustycznych w
przesuwanym oknie czasowym. W wyniku przeprowadzonych dotychczas badań stan zagrożenia od
górotworu w tym rejonie określa się na podstawie zmian krzywej trendu aktywności
sejsmoakus-tycznej, wyznaczanej na podstawie sumowania ilości rejestrowanych sygnałów w
oknach trzy i pięciodniowych.
System sejsmoakustyczny ARAMIS A
System przeznaczony jest do rejestracji przestrzennego sejsmoakustycznego pola falowego w
głębokich warstwach stropu. Rejestrowane dane wykorzystywane są do oceny zagrożenia
tąpaniami. ARAMIS A stanowi zmodyfikowaną wersję systemu mikrosejmologicznego ARAMIS
rozpowszechnionego już w kopalniach węgla kamiennego. Modyfikacja polegała na zastąpieniu w
dopuszczonej przez WUG cyfrowej transmisji DTSS nadajników dołowych SN7 koncentratorami
Scenariusze rozwoju technologicznego przemysłu wydobywczego rud miedzi i surowców towarzyszących w Polsce
Strona 7
sygnałów sejsmoakustycznych KO-DISA umożliwiającymi przyjmowanie sygnałów z trójskładowych
sond sejsmoakustycznych. W wyniku wprowadzonych zmian uzyskano poprawę parametrów
metrologicznych systemu. Zwiększono dynamikę rejestracji zjawisk sejsmoakustycznych z 54 dB do
84 dB oraz zmieniono pasmo rejestrowanych sygnałów od 0 Hz do 150 Hz na od 30 Hz do 1500 Hz.
Zasadniczą część systemu stanowi transmisja sygnałów sejsmoakustycznych DTSS/A, która w
części dołowej wyposażona jest 8 koncentratorów sygnałów sejsmoakustycznych KO-DISA (opcja
maks. 12 koncentratorów) z których każdy współpracuje z jedną sondą trójskładową typu SSA3X.
Koncentratory zasilane są bezpiecznym napięciem poprzez linie teletechniczne z zasilacza typu
ZMI-4 wchodzącego w skład buforowanego zasilacza umieszczonego w rozdzielni napięć. Moduł
sterujący stacji powierzchniowej cyfrowej transmisji DTSS/A połączono z przetwarzającym
mikrokomputerem IBM PC wyposażonym w standardowy program systemu ARAMIS. Sposób
działania zmodyfikowanej w ten sposób aparatury ARAMIS A nie uległ zmianie, a dzięki
modyfikacjom poszerzono pasmo rejestrowanych częstotliwości umożliwiając rejestrację z dużą
dynamiką sygnałów sejsmoakustycznych.
Sygnały sejsmoakustyczne docierające do składowych X,Y,Z sond akcelerometrycznych typu
SSA3X przesyłane są do dołowej sejsmoakustycznej stacji nadawczej (koncentratora) KO-DISA.
Koncentrator KO DISA dokonuje detekcji i archiwizacji zjawisk sejsmoakustycznych, po czym
przesyła je cyfrową transmisją na powierzchnię do odbiorników OC stacji powierzchniowej
SP/DTSS, skąd moduł sterujący transmisją cyfrową przekazuje je do IBM PC wyposażonego w
standardowe oprogramowanie systemu ARAMIS A. Cyfrowy system sejsmoakustyczny ARAMIS A
umożliwia rejestrację, archiwizację i wizualizację trójskładowych zapisów przestrzennego pola
falowego. Opcjonalnie system umożliwia lokalizację zjawisk sejsmoakustycznych i rejonizację
obliczanej funkcji ryzyka dla kontrolowanych rejonów.
Część podziemną systemu sejsmoakustycznego ARAMIS A stanowią stacje KO-DISA (lokalne
koncentratory danych) z trójskładowymi sondami sejsmoakustycznymi typu SSA3X o dynamice
przetwarzania 84 dB. Obróbka sygnałów analogowych z sondy odbywa się w module EXDSP
koncentratora. Praca stacji jest inicjowana i kontrolowana z powierzchni. Oprócz funkcji
realizowanych w cyklu automatycznym jest możliwe wywołanie funkcji specjalnych (w tym
diagnos-tycznych) na żądanie operatora z klawiatury komputera bądź z pulpitu operatorskiego
modułu sterującego ST stacji powierzchniowej transmisji SP/DTSS.
Układ odbiornika OC stacji powierzchniowej SP/DTSS składa się z części cyfrowej i analogowej
połączonej z procesorem nadrzędnym oraz z części izolowanej galwanicznie połączonej z
urządzeniami zainstalowanymi na dole i zasilającą te układy. Przetwarzanie A/C w nadajnikach
oraz przesył cyfrowy wyniku synchronizowany jest z powierzchni poprzez odpowiednie kluczowanie
napięcia na linii transmisyjnej.
Moduł sterujący transmisją ST/DTSS wyposażony jest w manipulator, w skład którego wchodzi:
klawiatura funkcyjna oraz wyświetlacze typu LCD i LED, które zostały zaprojektowane w celu
wprowadzania i wyświetlania pewnych parametrów roboczych i diagnostycznych. Połączenie stacji
SP/DTSS z komputerem przetwarzającym IBM PC jest realizowane za pomocą trzy żyłowego kabla.
Kabel łączy złącze koncentryczne na płycie czołowej modułu ST/DTSS z portem RS 232 komputera.
Podstawowe dane techniczne systemu sejsmoakustycznego ARAMIS A
- liczba zainstalowanych trójskładowych sond sejsmoakustycznych: 8
- pasmo rejestrowanych częstotliwości: 30 - 1500 Hz
- dynamika rejestracji; 84 dB
- typ zastosowanych czujników akcelerometrycznych: geofon GS-14-L9 f-my GeoSpace
- częstotliwość próbkowania w każdym kanale: 8 kHz
Scenariusze rozwoju technologicznego przemysłu wydobywczego rud miedzi i surowców towarzyszących w Polsce
Strona 8
- napięcie zasilania SP/DTSS: 220 V AC
- dopuszczalne zmiany napięcia zasilania: 10 % ÷ - 15 %
- napięcie na linii transmisyjnej przy odłączonej nadawczej stacji dołowej (linia otwarta): ≤ 33 V DC
- prąd zwarcia linii transmisyjnej: ≤ 35 mA
Obserwacje drgań powierzchni
Obserwacji powierzchni prowadzi się na obszarze górniczym RUDNA I i RUDNA II - ze
szczególnym uwzględnieniem terenów zurbanizowanych tj. miasto Polkowice oraz wioski:
Biedrzychów, Pieszkowice, Guzice, Moskorzyn, Trzebcz, Tarnówek, Komorniki, Żuków, Grodowiec.
Prowadzone są również obserwacje drgań zapór zbiornika odpadów "Żelazny Most" w czterech
przekrojach poprzecznych. Powyższe pomiary wykonuje się za pomocą następującej aparatury:
system ELOGOR-C (pow) - 5 stanowisk 1- lub 2-składowych w mieście Polkowice:
-ul. Miedziana - 3 stanowiska 2-składowe i 2 stanowiska 1-składowe umieszczone na
fundamencie, IV piętrze i XI piętrze budynku. Mierzone jest przyśpieszenie drgań. Jako czujniki
zastosowano akcelerometry SP-3 firmy Sensonics.
system ARP2000P -powierzchnia - są to autonomiczne urządzenia pomiarowe zabudowane w
terenie, z synchronizacją czasową za pomocą GPS oraz z nadzorem Centrum zabudowanego w
rejestratorni sejsmicznej. Rejestratory tego typu są wyposażone w jeden, dwa lub trzy czujniki
akcelerometryczne 3-składowe i mierzą przyśpieszenia drgań na jednym, dwóch lub trzech
stanowiskach pomiarowych. Nadzór nad aparaturą oraz transmisja danych odbywa się z Centrum
drogą radiową przy wykorzystaniu modemowej łączności komórkowej. Łącznie na obszarze
górniczym Rudna zabudowanych jest 14 kompletów rejestratorów ARP2000P.
- miasto Polkowice:
- ul. Akacjowa - pomiar drgań gruntu i fundamentu budynku (2 stanowiska pomiarowe),
- ul. Sosnowa - pomiar drgań gruntu i fundamentu budynku (2 stanowiska pomiarowe),
- ul. 3-go Maja - 3 stanowiska 3-składowe, pomiar prędkości drgań: gruntu, fundamentu budynku
oraz IV piętra budynku 5-cio kondygnacyjnego.
- ul. Miedziana - pomiar drgań gruntu przy budynku 12-to kondygnacyjnym.
- miejscowości: Grodowiec, Komorniki, Moskorzyn, Biedrzychów, Trzebcz, Tarnówek - pomiar drgań
gruntu (po 1 stanowisku pomiarowym),
- przekroje poprzeczne zapór zbiornika odpadów Żelazny Most: II-W, VIII-W, XVI-E - pomiar drgań
podstawy i korony czujnikami 3-składowymi (akcelerometry) oraz przekrój VII-W - pomiar drgań
podstawy i korony czujnikami 3-składowymi (sejsmometry).
ZG Rudna sukcesywnie prowadzi inwestycje zmierzające do zwiększenia zakresu obserwacji drgań
powierzchni. Dokonuje się to poprzez:
- wymianę przestarzałej aparatury typu WORS na aparaturę nowej generacji typu ARP2000P i
ARP2000P/E o zakresie pomiarowym do 3000mm/s12,
- uruchamianie nowych punktów pomiarowych.
W 2006 roku uruchomiono trzech dalszych zestawów pomiarowych typu ARP2000P/E w
miejscowościach leżących na terenie górniczym RUDNA I i RUDNA II.
WADY I ZALETY
Wady: Podstawową wadą dotyczącą eksploatacji systemów geofizyki jest trudność w rozlokowaniu
sejsmometrów w taki sposób aby móc w sposób dokładny obliczyć wszystkie składowe
Scenariusze rozwoju technologicznego przemysłu wydobywczego rud miedzi i surowców towarzyszących w Polsce
Strona 9
Zalety: Zabezpieczenie ludzi zatrudnionej w wyrobiskach przed zagrożeniem związanym z ruchami
górotworu.
Literatura:
[1]- Isakow Z., Leśniak A., Hersztowska B., Mencel A.: Doświadczenia z eksploatacji systemu do
oceny zagrożenia zjawiskami dynamicznymi. Mechanizacja i Automatyzacja Górnictwa 2003, nr 9,
[2] -Isakow Z.: Ocena zagrożeń sejsmicznych w kopalniach w systemach opracowanych przez
Centrum EMAG. Mechanizacja i Automatyzacja Górnictwa 2005, nr 5,
[3]- Isakow Z.: Wstępne doświadczenia z eksploatacji systemu do ciągłej kontroli zmian naprężeń
przed frontem ściany. Mechanizacja i Automatyzacja Górnictwa 2003, nr 1
[4]- Systemy dyspozytorskie EMAG wczoraj, dziś i jutro - Mechanizacja i Automatuzacja Górnictwa,
Wojciechowski J. Isakow Z. Wojtas P. 5/412/05
[5]- Stacja powierzchniowa ARES- 5/E - Dokumentacja techniczna EMAG dr inż. Z. Isakow mgr
inż. M. Mokrosz, mgr inż. Z. Słoka Katowice marzec 2006
[6]- System sejsmoakustyczny ARES -5/E - Dokumentacja techniczno - ruchowa dr inż. Z. Isakow
mgr inż. M. Mokrosz , mgr inż. M. Dworak, EMAG Katowice styczeń 2006