Transfer nowoczesnych technologii umożliwiających poprawę bezpieczeństwa pracy w górnictwie oraz prowadzenie działań związanych z ochroną środowiska jako domena działalności CTT EMAG

mgr inż. ANNA KUBAŃSKA mgr inż. ARTUR DYLONG Centrum Transferu Technologii EMAG Sp. z o.o. Transfer nowoczesnych technologii umożliwiających poprawę bezpieczeństwa pracy w górnictwie oraz prowadzenie działań związanych z ochroną środowiska jako domena działalności CTT EMAG Artykuł stanowi przegląd nowoczesnych systemów i urządzeń z zakresu geofizyki, automatyki i miernictwa przemysłowego, opracowanych w Instytucie Technik Innowacyjnych EMAG, których transferem zajmuje się Centrum Transferu Technologii EMAG. Zaprezentowano w nim wybrane rozwiązania, wdrażane do górnictwa w celu podniesienia bezpieczeństwa załóg, komfortu ich pracy i lepszej oraz bardziej ekonomicznej i oszczędnej dla środowiska eksploatacji kopalin. 1. WPROWADZENIE Centrum Transferu Technologii EMAG Sp. z o.o. jest firmą powstałą w 2010 r. w wyniku wejścia w życie ustawy z dnia 30 kwietnia 2010 r. o instytutach badawczych, która istniejące do tej pory jednostki badawczo-rozwojowe przekształciła z dniem 1 października 2010 r. w instytuty badawcze o ograniczonych możliwościach produkcyjnych i wytwórczych. Obszarami działalności CTT EMAG są geofizyka, automatyka, elektronika, hydraulika oraz przeróbka kopalin. Zakres (kompleksowych) usług firmy obejmuje produkcję i kompletację systemów i urządzeń będących przedmiotem jej oferty oraz nadzór techniczny nad ich wdrażaniem i eksploatacją, a także serwis gwarancyjny i pogwarancyjny. W niniejszym artykule przedstawiono wybrane systemy i urządzenia, oferowane przez CTT EMAG, wykorzystując do tego celu materiały, które opracowali pracownicy Instytutu Technik Innowacyjnych EMAG: dr inż. Zbigniew Isakow, dr inż. Artur Kozłowski, dr inż. Marek Kryca i mgr Irena J. Kuciara. Wszystkich zainteresowanych bardziej szczegółowymi danymi zapraszamy na stronę internetową http://www.cttemag.pl. 2. SYSTEMY GEOFIZYCZNE Produkcja systemów geofizycznych przez CTT EMAG realizowana jest na licencji Instytutu Technik Innowacyjnych EMAG. Instytut EMAG pełni nadzór merytoryczny nad komercjalizacją systemów, a także jest autorem zmian i modernizacji zarówno w oprogramowaniu, jak i w ich części sprzętowej. Do nowoczesnych rozwiązań opracowanych przez firmę CTT EMAG, które mają na celu monitorowanie i ocenę zagrożenia sejsmicznego, zaliczyć można systemy: - przeznaczone do oceny zagrożenia sejsmicznego w obszarze całej kopalni, w tym system sejsmiczny ARAMIS M/E, wyposażony w cyfrową transmisję sygnałów sejsmometrycznych wraz z oprogramowaniem pozwalającym m.in. na ocenę stanu zagrożenia zgodnie z zasadami kompleksowej metody oceny zagrożenia tąpaniami w zakładach górni- 8 MECHANIZACJA I AUTOMATYZACJA GÓRNICTWA czych wydobywających węgiel kamienny (instrukcje nr 20 i nr 22 opracowane przez Główny Instytut Górnictwa), - przeznaczone dla rejonów szczególnie zagrożonych (ściana), w tym system sejsmoakustyczny ARES5/E, wyposażony w prędkościowe czujniki elektrodynamiczne wraz z oprogramowaniem OCENA _WIN, - przeznaczone do kontroli zagrożeń infrastruktury zakładów górniczych (szyby, zbiorniki poflotacyjne), w tym: - system do rejestracji przyśpieszeń drgań obudowy szybowej wywoływanych przez wstrząsy górnicze (ARP 2000 SZ), - system do rejestracji przyśpieszeń drgań wałów zbiorników hydrotechnicznych (ARP 2000 H), - przeznaczone do monitorowania zagrożeń powierzchni wywołanych eksploatacją górniczą, w tym system do rejestracji przyśpieszeń drgań powierzchni oraz jej deformacji wywoływanych wstrząsami górniczymi (system ARP 2000 P/E). - ciągłą akwizycję sygnałów sejsmicznych w serwerze rejestrującym. Dzięki iskrobezpiecznej cyfrowej transmisji danych DTSS możliwe jest centralne zasilanie nadajników dołowych z powierzchni oraz transmisja cyfrowa przetworzonych sygnałów pomiarowych na powierzchnię. Dzięki dużej dynamice rejestracji (110 dB) i paśmie rejestrowanych częstotliwości w zakresie 0-150 Hz oraz odpornej na zakłócenia transmisji cyfrowej system zapewnia prawidłową rejestrację zarówno słabych zjawisk sejsmicznych (od 102 J), jak i zjawisk o dużej energii bez nasycenia, a także identyfikację charakterystycznych faz przebiegów sejsmicznych. W zależności od rozległości obiektu system wykorzystuje jako czujniki pomiarowe sejsmometry lub opcjonalnie geofony niskoczęstotliwościowe (GVu, GVd oraz GHa). Standardowo system pozwala na rejestrację jednej składowej sygnału sejsmicznego w każdym kanale. Opcjonalnie możliwa jest rejestracja jednej, dwóch lub trzech składowych prędkości drgań X, Y, Z. Rys. 1a przedstawia strukturę systemu ARAMIS M/E. W skład konfiguracji sprzętowej systemu ARAMIS M/E w jego części powierzchniowej wchodzą: - serwer przetwarzający systemu ARAMIS M/E, - serwer rejestrujący systemu ARAMIS_REJ, - system transmisji sygnałów sejsmometrycznych DTSS – zbudowany ze stacji powierzchniowej transmisji SP/DTSS zawierającej odbiorniki cyfrowe OCGA oraz moduł sterowania transmisją ST/DTSS z zegarem satelitarnym GPS. 2.1. ARAMIS M/E – system sejsmiczny z cyfrową transmisją sygnałów sejsmometrycznych DTSS System sejsmiczny ARAMIS M/E z cyfrową transmisją sygnałów DTSS umożliwia: - lokalizację wstrząsów (oprogramowanie ARAMIS_WIN) zaistniałych w rejonie kopalni wraz z określaniem ich energii oraz ocenę zagrożenia tąpaniami metodami sejsmologii (pakiet oprogramowania specjalistycznego), a) b) Rys. 1. Struktura systemu: a) Aramis M/E; b) Ares-5/E (opracowanie własne) Nr 8(510) SIERPIEŃ 2013 Stacja powierzchniowa współpracuje za pośrednictwem dołowych stacji nadawczych SN/DTSS z sejsmometrami SPI-70 (opcjonalnie geofonami niskoczęstotliwościowymi) i nadajnikami sejsmicznymi NSGA. System ARAMIS M/E zapewnia wiele funkcji użytkowych, m.in.: - pobieranie zapisów z rejestratora w trybie ciągłym (automatycznym) z wstępnym przetwarzaniem (oznaczaniem charakterystycznych faz sygnału, lokalizacją ogniska i wyliczaniem energii) i prezentacją sejsmogramów, - archiwizację pobranych zapisów w uporządkowanych katalogach oraz prezentację sejsmogramów dla zarchiwizowanych zapisów, - prezentację wyniku lokalizacji na schematycznej mapie kopalni (przy lokalizacji w trybie operatorskim), - wprowadzanie i modyfikację opisu oczujnikowania, - współpracę z innymi programami (np. typoszeregu ARP). Stosowane są algorytmy obliczeniowe do: - lokalizacji ogniska wstrząsu metodami: standardową (na podstawie fali P), okręgów, S-P, - wyznaczania energii zjawiska metodami: całkową, przybliżoną z długości czasu trwania sygnału, - analizy widmowej i filtracji cyfrowej wybranych zapisów sejsmicznych. Ponadto dzięki dodatkowemu pakietowi oprogramowania możliwe jest prowadzenie: - ewidencji wierceń małośrednicowych, - automatycznej oceny zagrożenia tąpaniami według metody sejsmologicznej i wierceń małośrednicowych lub opcjonalnie sejsmoakustycznej (jeśli pracuje też system ARES) oraz według metody sumarycznej i kompleksowej. System posiada przyjazny użytkownikowi interfejs programowy pozwalający na drukowanie szerokiej gamy raportów, w tym raportu dziennego o zagrożeniu tąpaniami w wyrobisku oraz raportów sum (...truncated)