अंडरग्राउंड माइन होइस्ट: ओवरविंड प्रोटेक्शन और रोप टेंशन मॉनिटरिंग के लिए सीमेंस एचएमआई

भूमिगत खदान के तार हर दिन लोगों और सामग्रियों को जमीन से हजारों मीटर नीचे ले जाते हैं। ये भारी मशीनें कठोर परिस्थितियों में काम करती हैं जहां सुरक्षा त्रुटियों से गंभीर दुर्घटनाएं हो सकती हैं।सीमेंस एचएमआई(मानव -मशीन इंटरफ़ेस) प्रणाली दो महत्वपूर्ण कार्यों के माध्यम से माइन होइस्ट की सुरक्षा में केंद्रीय भूमिका निभाती है: ओवरविंड सुरक्षा और रस्सी तनाव निगरानी। यह आलेख बताता है कि कैसेसीमेंस एचएमआईप्रौद्योगिकी सुरक्षा और विश्वसनीयता में सुधार करती हैभूमिगत खदान लहरापरिचालन.

भूमिगत खनन में ओवरविंड प्रोटेक्शन और रस्सी तनाव क्यों मायने रखता है

एकभूमिगत खदान लहराउच्च गति पर ऊर्ध्वाधर शाफ्ट के ऊपर और नीचे यात्रा करता है। ओवरविंड तब होता है जब लहरा कंटेनर शाफ्ट के ऊपर या नीचे अपने सामान्य रोक बिंदु से आगे निकल जाता है। इससे टक्कर से क्षति, रस्सी टूटना या घातक चोट लग सकती है। खान सुरक्षा नियमों के लिए ओवरविंड सुरक्षा प्रणालियों की आवश्यकता होती है जो 50 मिलीमीटर से कम की स्थिति त्रुटि के साथ 0.1 सेकंड से अधिक तेजी से प्रतिक्रिया करते हैं।

तार की रस्सियाँ लहरा पिंजरे और उसके भार का पूरा भार उठाती हैं। बहु{{1}रस्सी घर्षण लहरा में, रस्सियों के बीच असमान तनाव व्यक्तिगत रस्सियों पर अत्यधिक घिसाव पैदा करता है। खनन सुरक्षा मानकों के अनुसार, किसी एक रस्सी और औसत के बीच तनाव का अंतर ±10 प्रतिशत के भीतर रहना चाहिए। जब तनाव असंतुलन इस सीमा से अधिक हो जाता है, तो रस्सियाँ टूट सकती हैं या लहरा पटरी से उतर सकता है।

पारंपरिक एनालॉग नियंत्रण प्रणालियाँ पर्याप्त गति और सटीकता के साथ इन मापदंडों की निगरानी करने के लिए संघर्ष करती हैं। चारों ओर आधुनिक डिजिटल प्रणालियाँ निर्मित हुईंसीमेंस एचएमआईहार्डवेयर वास्तविक समय पर डेटा और स्वचालित सुरक्षा प्रतिक्रियाएँ प्रदान करता है जिनकी यांत्रिक प्रणालियाँ बराबरी नहीं कर सकतीं।

सीमेंस एचएमआई: आधुनिक माइन होइस्ट कंट्रोल का मूल

सीमेंस एचएमआईसिस्टम माइन होइस्ट सुरक्षा प्रणाली का मस्तिष्क बनाने के लिए सीमेंस एस7-400 पीएलसी नियंत्रकों के साथ काम करता है। नियंत्रण कैबिनेट 10.4 इंच के रंगीन टचस्क्रीन डिस्प्ले का उपयोग करता है जो वास्तविक समय में लहरा स्थिति, गति, रस्सी तनाव और अलार्म स्थिति दिखाता है। ऑपरेटर सीधे इंटरफ़ेस के माध्यम से लाइव डेटा रुझान देख सकते हैं, सुरक्षा पैरामीटर समायोजित कर सकते हैं और इवेंट लॉग की समीक्षा कर सकते हैं।

सिस्टम सेंसर, ब्रेक और मोटर ड्राइव को जोड़ने के लिए प्रोफिबस डीपी और ईथरनेट दोहरे संचार का उपयोग करता है। यदि मुख्य नियंत्रक विफल हो जाता है तो अनावश्यक बिजली आपूर्ति और बैकअप सीपीयू मॉड्यूल 0.3 सेकंड से भी कम समय में स्विच हो जाते हैं। यह अतिरेक यह सुनिश्चित करता है कि एक घटक में समस्या होने पर भी सुरक्षा प्रणाली काम करती रहे।

ओवरविंड प्रोटेक्शन सिस्टम प्रदर्शन

ओवरविंड प्रोटेक्शन फ़ंक्शन सुरक्षा के लिए सॉफ़्टवेयर और हार्डवेयर दोनों परतों का उपयोग करता है। सॉफ़्टवेयर-आधारित ओवरविंड सुरक्षा ±0.01 डिग्री परिशुद्धता के साथ एनकोडर डेटा का उपयोग करके लहरा स्थिति की गणना करता है। जब पिंजरा शाफ्ट के अंत तक पहुंचता है, तो सिस्टम पहले मंदी को ट्रिगर करता है, फिर यदि पिंजरा चेतावनी बिंदु से आगे बढ़ता है तो आपातकालीन ब्रेकिंग होती है।

हार्डवेयर बैकअप सुरक्षा महत्वपूर्ण शाफ्ट स्थितियों पर स्थापित गैर-संपर्क चुंबकीय स्विच का उपयोग करती है। ये स्विच सॉफ्टवेयर सिस्टम से स्वतंत्र रूप से काम करते हैं। यदि सॉफ़्टवेयर और प्राथमिक हार्डवेयर सुरक्षा दोनों विफल हो जाते हैं, तो एक अंतिम भार सीमा स्विच सीधे यांत्रिक ब्रेक को सक्रिय करता है।

फ़ील्ड माप पूर्ण दिखाते हैंमाइन होइस्ट के लिए ओवरविंड सुरक्षा उपकरण0.08-सेकंड प्रतिक्रिया समय और 32-मिलीमीटर स्टॉपिंग सटीकता प्राप्त करता है। यह प्रदर्शन 0.1-सेकंड और 50-मिलीमीटर उद्योग सुरक्षा आवश्यकताओं को पूरा करता है और उससे अधिक है।

वास्तविक-समय रस्सी तनाव निगरानी प्रौद्योगिकी

तार रस्सी तनाव निगरानी प्रणालीप्रत्येक रस्सी निलंबन बिंदु पर स्थापित हाइड्रोलिक दबाव सेंसर का उपयोग करता है। ये सेंसर रस्सी तनाव बल को ±0.5 प्रतिशत पूर्ण-स्केल सटीकता के साथ विद्युत संकेतों में परिवर्तित करते हैं।सीमेंस एचएमआईकुल भार और तनाव अंतर प्रतिशत के साथ-साथ सभी व्यक्तिगत रस्सियों के लिए तनाव मान प्रदर्शित करता है।

सिस्टम प्रति सेकंड 100 बार तनाव डेटा का नमूना लेता है और लहरा आंदोलन से कंपन शोर को हटाने के लिए डिजिटल फ़िल्टरिंग लागू करता है। यह फ़िल्टरिंग सुनिश्चित करती है कि रीडिंग वास्तविक भार भार को दर्शाती है, न कि रस्सी के हिलने से अस्थायी झटके को। जब कोई रस्सी औसत से 10 प्रतिशत ऊपर या नीचे तनाव दिखाती है, तो सिस्टम एक श्रव्य अलार्म चालू कर देता है और स्वचालित रूप से नियंत्रित मंदी शुरू कर सकता है।

ऑपरेटर तनाव प्रवृत्ति ग्राफ़ देख सकते हैं जो सतह से शाफ्ट तल तक लहरा के बढ़ने पर परिवर्तनों को ट्रैक करते हैं। यह डेटा रखरखाव टीमों को खतरनाक होने से पहले असमान रस्सी पहनने की पहचान करने में मदद करता है।

फ़ील्ड परीक्षण परिणाम: 810-मीटर गहरी खदान केस स्टडी

8.18-टन पिंजरे के द्रव्यमान के साथ चार-रस्सी घर्षण लहरा का उपयोग करके 810 मीटर गहरी कोयला खदान में एक व्यापक क्षेत्र परीक्षण आयोजित किया गया था। परीक्षण ने स्थापित करने से पहले और बाद में तनाव रीडिंग की तुलना कीसीमेंस एचएमआईनिगरानी और मुआवजा प्रणाली.

परीक्षण की शर्तें शामिल हैं:

• शाफ्ट की गहराई: 810 मीटर
• लहरा रस्सियों की संख्या: 4
• पूंछ रस्सी का वजन: 6.62 किलोग्राम प्रति मीटर
• उत्थापन गति: 12 मीटर प्रति सेकंड
• पूर्ण पेलोड: 10 टन

पिटहेड स्थिति में, मुआवजे से पहले कुल रस्सी तनाव 154.3 kN मापा गया। सिस्टम द्वारा हाइड्रोलिक संतुलन समायोजन लागू करने के बाद, कुल तनाव 184.6 केएन तक बढ़ गया, और व्यक्तिगत रस्सी का मान बहुत अधिक समान हो गया। मुआवज़े से पहले, व्यक्तिगत रस्सी तनाव 35.8 kN से 40.2 kN - तक था, यानी 12.3 प्रतिशत का अंतर। मुआवज़े के बाद, सीमा 45.7 kN से 46.8 kN - तक सीमित हो गई, केवल 2.4 प्रतिशत का अंतर।

शाफ्ट के मध्य (390 मीटर गहराई) पर, मुआवजे से पहले कुल तनाव 111.2 केएन और मुआवजे के बाद 129.5 केएन मापा गया। तनाव असंतुलन 11.6 प्रतिशत से घटकर 3.1 प्रतिशत हो गया। गड्ढे के तल पर, कुल तनाव पहले 68.1 केएन और मुआवजे के बाद 83.1 केएन था, असंतुलन 6.0 प्रतिशत से सुधरकर 4.2 प्रतिशत हो गया।

ये परीक्षण परिणाम यह साबित करते हैंसीमेंस एचएमआई के साथ रस्सी तनाव निगरानी प्रणालीसभी शाफ्ट स्थितियों में तनाव असंतुलन को 65 से 75 प्रतिशत तक कम कर देता है।

सुरक्षा मानक और सिस्टम विश्वसनीयता

संपूर्ण नियंत्रण और सुरक्षा प्रणाली IEC 61508 मानक के अनुसार SIL 3 (सुरक्षा अखंडता स्तर 3) को पूरा करती है। इस रेटिंग का मतलब है कि सिस्टम में 10,000 परिचालनों में 1 से कम मांग पर विफलता की संभावना है। सिस्टम शाफ्ट उत्थापन प्रणालियों के लिए जर्मन टीएएस मानकों का भी पालन करता है।

यूनाइटेड किंगडम में वुडस्मिथ खदान में, सीमेंस ने समुद्र तल से 1,450 मीटर नीचे संचालित होने वाले दो ब्लेयर मल्टी{0}} रोप होइस्ट के लिए विद्युत उपकरण की आपूर्ति की। प्रत्येक होइस्ट 9.3-मेगावाट सिंक्रोनस मोटर का उपयोग करके 18 मीटर प्रति सेकंड पर 35 - टन पेलोड ले जाता है। OLKO के साथ संयुक्त रूप से विकसित COBRA01 मल्टी-चैनल ब्रेक सिस्टम के साथ काम करता हैखनन कार्यों के लिए सीमेंस एचएमआईएसआईएल 3 प्रमाणित सुरक्षा प्रदान करने के लिए।

माइन होइस्ट कंट्रोल पैनल तकनीकइसमें अंतर्निहित डायग्नोस्टिक फ़ंक्शंस शामिल हैं जो लगातार सेंसर इनपुट, आउटपुट रिले और ब्रेक सर्किट का परीक्षण करते हैं। स्वचालित स्व-परीक्षण हर 24 घंटे में चलते हैं और सुरक्षा ऑडिट के लिए परिणाम लॉग करते हैं। यदि सिस्टम किसी सुरक्षा चैनल में खराबी का पता लगाता है, तो यह ऑपरेटरों को सचेत करता है और समस्या ठीक होने तक होइस्ट ऑपरेशन को रोकता है।

खनन कार्यों के लिए मुख्य लाभ

सीमेंस एचएमआई ओवरविंड सुरक्षा और रस्सी तनाव निगरानी का उपयोग करने वाली खदानों में तीन मुख्य क्षेत्रों में औसत दर्जे का सुधार देखा जा सकता है।

सबसे पहले, सुरक्षा जोखिम काफी कम हो जाता है। दोहरी परत ओवरविंड सुरक्षा और निरंतर तनाव निगरानी से रस्सी टूटने या शाफ्ट टकराव दुर्घटनाओं की संभावना कम हो जाती है। 810-मीटर खदान परीक्षण में, तनाव असंतुलन हर समय ±10 प्रतिशत नियामक सीमा के भीतर रहा।

दूसरा, रखरखाव की लागत कम हो जाती है। तनाव पैटर्न की निगरानी करके, खदानें निश्चित समय अंतराल के बजाय वास्तविक टूट-फूट के आधार पर रस्सी प्रतिस्थापन का समय निर्धारित कर सकती हैं। असंतुलित संचालन की तुलना में समान तनाव लोडिंग रस्सी सेवा जीवन को 20 से 25 प्रतिशत तक बढ़ा देती है।

तीसरा, उत्पादन अपटाइम में सुधार होता है। सिस्टम झूठे अलार्म या अज्ञात रस्सी स्थितियों के कारण होने वाले अनियोजित शटडाउन को कम करता है। वास्तविक -समय एचएमआई डेटा ऑपरेटरों को मैन्युअल निरीक्षण के लिए उत्पादन को रोके बिना त्वरित समायोजन करने देता है।

सीमेंस एचएमआई प्रौद्योगिकी के साथ भूमिगत खदान लहरा सुरक्षा प्रणाली खनन ऑपरेटरों को सुरक्षा और उत्पादकता दोनों देती है। सटीक ओवरविंड प्रतिक्रिया, सटीक तनाव निगरानी और सिद्ध क्षेत्र प्रदर्शन के साथ, ये सिस्टम खदानों को पहले से कहीं अधिक गहराई पर सुरक्षित और कुशलता से संचालित करने में मदद करते हैं।

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