Радіозв’язок під землею
А.Є.Капаєв, заст. начальника відділу системних проектів ЗАТ «Компанія «Інформаційна Індустрія» Е.А.Котова, маркетолог ЗАТ «Компанія «Інформаційна Індустрія»
Організація надійної системи зв'язку на підприємствах добувної промисловості – це життєва необхідність керувати найважливішими виробничими процесами, зокрема й у забезпечення промислової безпеки.
Тим часом застосування сучасних засобів комунікації не тільки значно підвищує безпеку праці, але й сприяє оптимізації робочого процесу, зниженню витрат людських ресурсів, а також збільшує коефіцієнт корисної дії гірничо-шахтного обладнання за рахунок скорочення простоїв. У деяких випадках тимчасові витрати можуть бути скорочені до 30-50% за рахунок постійного голосового зв'язку. Можливість оперативно отримувати інформацію про хід виконання робіт значно знижує ймовірність можливих виробничих помилок та порушення технології виконання робіт, а також дозволяє оптимізувати координацію проведення рятувальних операцій.
Порівняльні характеристики систем радіозв'язку для гірничодобувної промисловості
Вимоги до системи зв'язку у шахтах
На сьогоднішній день основні вимоги, що висуваються сучасними підприємствами добувної промисловості до системи гірничо-підземного зв'язку, такі:
• відповідність вимогам Держгіртехнагляду України до застосування на шахтах, у тому числі небезпечних щодо газу та пилу;
• забезпечення персоналу шахт надійним та якісним зв'язком на всій протяжності виробок;
• забезпечення роботи систем телеспостереження, передачі, збору телеметричної інформації, персонального радіовиклику;
•своєчасне оперативне сповіщення про аварійні ситуації;
• простота в установці та обслуговуванні;
• тривалий термін експлуатації та ремонтопридатність у місцевих умовах.
Технології створення систем зв'язку під землею
На жаль, в даний час не існує готового рішення, яке повністю відповідає всім вимогам. Для організації зв'язку під землею використовуються численні системи, як правило, деякі з них встановлюються паралельно.
Відповідно до вимог «Правил безпеки у вугільних шахтах» (РД 04-94-95) кожна шахта має бути обладнана такими видами зв'язку:
• системою загальношахтного аварійного оповіщення;
• засобами загальношахтного та місцевого технологічного радіозв'язку.
Система загальношахтного аварійного гучномовного оповіщення у гірничих виробках повинна забезпечувати:
• оповіщення про аварію людей, які перебувають під землею;
• прийом на поверхні повідомлення про аварію, що передається із шахт;
• ведення переговорів та передачу вказівок, пов'язаних із ліквідацією аварій, з автоматичним записом на магнітофон.
Для забезпечення вирішення всіх сучасних завдань щодо організації зв'язку можливостей перерахованих вище систем, обов'язкових для встановлення недостатньо. У зв'язку з особливостями поширення радіохвиль сучасні системи рухомого радіозв'язку донедавна під землею мало використовувалися. Але в даний час, завдяки технічному прогресу, побудова системи підземного радіозв'язку стала можливою. Такі системи значно доповнюють та розширюють функції існуючих рішень. Одна з технологій, що забезпечують саму можливість розповсюдження радіохвиль у підземних умовах – застосування випромінюючого кабелю (випромінюючий кабель – цекоаксіальний радіочастотний кабель, у зовнішньому провіднику якого є отвори. Завдяки цим отворам, електромагнітне поле існує не тільки всередині, але й зовні кабелю, тому він одночасно виконує функції передавальної лінії, що транслює сигнал від заданого місця та приймально-передавальної антени. Для компенсації загасання сигналу у кабелі використовуються підсилювачі. Електроживлення лінійних підсилювачів, як правило, здійснюється за випромінюючим кабелем. Таким чином, при використанні лінійних підсилювачів живлення та зовнішніх джерел можливе створення кабельних мереж великої протяжності).
В даний час системи на базі випромінюючого кабелю отримали найбільш широке поширення як рішення щодо організації рухомого радіозв'язку на шахтах і копальнях видобувних підприємств по всьому світу.
Рухомий радіозв'язок з передачею сигналу випромінюючим кабелем підходить для організації зв'язку в складних багаторівневих тунелях і шахтах і забезпечує надійний зв'язок у межах виробок. У системі можуть бути використані лише вибухозахищені абонентські пристрої.
Транспортні розподільні мережі, що створюються на базі випромінюючого кабелю є основою для розгортання в підземній частині рудників і шахт різних типів систем:
• різноманітних систем контролю та управління технологічними процесами (визначення розташування персоналу та техніки, управління системою вентиляції, водовідливом, атмосферного контролю тощо).
Порівняльний аналіз сучасних систем
В Україні на сьогоднішній момент відомі системи канадських та австралійських виробників: MCA 1000 виробництва MineCom Australia, Flexcom канадської компанії Mine Radio Systems, системи Ranger Leaky Feeder та MultiCom австралійської компанії Varis MineТехнологія.
Всі перелічені системи призначені для організації оперативного диспетчерського радіозв'язку в шахтах та підземних копальнях. У той самий час кожна з систем можна використовувати передачі даних, характер яких і необхідні швидкості передачі визначаються наявністю телекомунікаційних підсистем у замовника. Порівняльні характеристики систем радіозв'язку представлені таблиці.
Слід зазначити, що вимоги до обладнання, яке розміщується в шахтах, у нашій країні значно жорсткіше, ніж у більшості зарубіжних країн. У зв'язку з цим отримання дозвільних документів на компоненти обладнання утруднене. Системам іноземного виробництва здебільшого потрібна додаткова доопрацювання джерел харчування. Для системи MCA1000 виробництва MineCom Australia спеціалістами компанії-дистриб'ютора «Інформаційна Індустрія» було доопрацьовано блок живлення для застосування в шахтах, небезпечних по газу та пилу. Тільки після цього система була визнана повністю відповідною вимогам, що висуваються до вибухозахищеного обладнання Системою Стандартів з безпеки праці в промисловості, «Правилами безпеки у вугільних шахтах» та «Єдиними правилами безпеки при розробці рудних, нерудних та розсипних родовищ корисних копалин підземним способом».
Практика використання систем
гірничо-підземного радіозв'язку в Україні
За оцінками технічних фахівців управління диспетчеризації підприємства за рік експлуатації лише першої черги системи MCA1000 було досягнуто наступних техніко-економічних показників:
• покращено загальну організацію робіт та оптимізовано процес управління;
• простої гірничо-шахтного обладнання скорочено до 30%;
• збільшено продуктивність праці зарахунок найефективнішої координації дій гірничих майстрів;
• покращено безпеку праці шахтарів та багато іншого.
Одна з важливих переваг розгорнутої системи – використання протоколу MPT 1327. До теперішнього часу системи протоколу MPT1327, завдяки високим техніко-економічним показникам, добре зарекомендували себе і широко використовуються в державних силових структурах, багатьох промислових і транспортних підприємствах.
Ці чинники значною мірою вплинули на рішення щодо подальшого розвитку мережі зв'язку: на даний час на рудниках «Жовтневий» та «Таймирський» ГМК «Норільський Нікель» проводяться роботи з розширення системи гірничо-підземного радіозв'язку.