ГОСТ ISO/IEC 80079-38-2013 Взрывоопасные среды. Часть 38. Оборудование и компоненты, предназначенные для применения во взрывоопасных средах подземных выработок шахт и рудников
Приложение В
(справочное)
Пример оценки риска воспламенения для выемочного комбайна, предназначенного для применения в потенциально взрывоопасной среде угольных шахт
В.1 Общие требования
В настоящем приложении приведен пример проведения изготовителем оценки риска воспламенения для выемочного комбайна, предназначенного для работы в угольном забое шахты, опасной по газу и (или) пыли. Она не базируется на каком-либо конкретном оборудовании изготовителя и не является неизменной с точки зрения применяемых средств контроля для предотвращения активации идентифицированных потенциальных источников воспламенения. Любые модификации оборудования, которые затрагивают риск воспламенения, требуют дополнительной оценки.
В.2 Уровень взрывозащиты оборудования и назначение оборудования
Оборудование имеет уровень взрывозащиты Mb. Выемочный комбайн служит для резания и погрузки угля на армированную поверхность забойного скребкового конвейера и перемещается по нему. Комбайн применяется в забое угольной шахты, имеющей потенциально взрывоопасную среду рудничного газа и угольной пыли. Привод выемочного комбайна электрический. Исполнительный орган снабжен резцами, изготовленными из карбида вольфрама и закрепленными на вращающемся шнеке, применяемом для выемки угля из угольного забоя, находящегося перед ним. Во время этого процесса комбайн перемещается по верху конвейера, загружая уголь на его движущиеся скребки. Комбайн и конвейер расположены в постоянно контролируемой и вентилируемой части угольного забоя. Если концентрация рудничного газа в основном потоке воздуха этой постоянно вентилируемой части лавы достигнет нижнего концентрационного предела распространения пламени, оборудование уровня взрывозащиты Mb должно быть обесточено. Нижний концентрационный предел распространения пламени определяется соответствующими национальными стандартами. Существует опасность ограниченного (локального) воспламенения рудничного газа в случае фрикционного контакта армированных вольфрамовых резцов с песчаником кровли над угольным пластом. Для этого выемочный комбайн оборудуется системой орошения, которая сблокирована с приводным электродвигателем шнека, и резцы не могут вращаться, пока системой орошения не будет обеспечена подача достаточного количества воды и не будет обеспечен поток воздуха для разбавления метано-воздушной смеси в зоне резцов.
В.3 Описание конструкции оборудования в части защиты от воспламенения
Выемочный комбайн состоит из стального корпуса, в котором находится стальная оболочка для разделения электрического распределительного устройства и отделения редуктора (рисунок В.1). Распределительное устройство имеет вид взрывозащиты "взрывонепроницаемая оболочка "d" согласно IEC 60079-1, а редуктор - "жидкостное погружение "kh". С обоих концов корпуса комбайна расположены поворотные редукторы, перемещаемые с помощью гидроцилиндров и имеющие вид взрывозащиты "жидкостное погружение "kh". Шнеки, установленные на каждом поворотном редукторе, приводятся в движение электродвигателями, имеющими вид взрывозащиты "взрывонепроницаемая оболочка "d", согласно IEC 60079-1. Блок подачи комбайна расположен на его корпусе. Он служит для перемещения выемочного комбайна вдоль конвейера при помощи реечной передачи. Комбайн поддерживается на конвейере четырьмя скользящими рессорными башмаками. Электродвигатель блока подачи имеет вид взрывозащиты "взрывонепроницаемая оболочка "d" согласно IEC 60079-1. Подшипники механической части комбайна, скользящие и вращающиеся элементы трансмиссии имеют защиту вида "конструкционная безопасность "ch".
1 - шнек с резцами; 2 - поворотный редуктор; 3 - отделение редуктора; 4 - распределительное устройство; 5 - электродвигатель привода шнека; 6 - расположение реечной передачи; 7 - забойный скребковый конвейер
Рисунок В.1 - Расположение и конструкция угольного выемочного комбайна
В.4 Система управления и контроля взрывозащиты
Температура обмоток электродвигателя, масло в редукторе и гидравлической системе контролируется датчиками, соединенными с цепями управления, в целях исключения недопустимого роста температуры. Датчики подают команду на отключение питающего напряжения индивидуальных электроприводов механизмов в случае превышения предельной рабочей температуры, установленной в инструкции по эксплуатации. Уставки отключающих устройств - ниже допустимой максимальной температуры поверхности. Давление и расход воды в системе орошения также контролируется датчиками. Система взрывозащиты обеспечивается комбинацией двух видов взрывозащиты: контроль источников воспламенения "bh" и искробезопасная электрическая цепь "ib" согласно IEC 60079-11.
В.5 Соответствие основной методологии и требованиям ISO 80079-36
Выемочный комбайн проверен на соответствие основным положениям и требованиям и соответствует всем этим требованиям. В частности:
a) внешние открытые части, изготовленные из сплава, содержат не более 15% алюминия, магния, титана и циркония и не более 7,5% магния, титана или циркония (по массе);
b) внешние части из неметаллических материалов с поверхностным сопротивлением более 10 Ом, площадь поверхности которых превышает 100 см
, отсутствуют;
c) внешние оболочки способны выдержать ударную нагрузку в 20 Дж на любой поверхности;
d) неметаллические части были подвергнуты погружению в рабочую жидкость механизированной крепи, и это не нанесло вреда их характеристикам взрывозащиты.
В.6 Оценка риска воспламенения для электрических частей оборудования
Все электрическое оборудование и компоненты сертифицированы как оборудование с уровнем взрывозащиты Mb. Подробная информация содержится в сертификатах соответствия. Оценка риска воспламенения для выемочного комбайна с таким уровнем взрывозащиты не требуется.
В.7 Оценка риска воспламенения для неэлектрических источников опасности
Оценка риска воспламенения в соответствии с требованиями для неэлектрических потенциальных источников приведена в таблице В.1.
Таблица В.1 - Пример оценки риска воспламенения для выемочного комбайна, уровень взрывозащиты Mb
Потенциальный источник воспламенения | Пример средств, применяемых для предотвращения активации источников воспламенения | Применяемый вид взрывозащиты | |
Нормальная работа | Повреждение, которое следует учитывать | ||
Отверстия в оболочке, в которой могут находиться нагретые компоненты | - | Отверстия в оборудовании, дающие доступ к частям, температура поверхности которых выше, чем установлено в ISO 80079-36 (подпункт 6.2.4), закрыты крышками и снабжены предупреждающей надписью. Предупреждающие надписи указывают время выдержки перед открытием | ISO 80079-36 (пункт 6.2) |
Попадание посторонних предметов | Предотвращение попадания посторонних предметов осуществляется с помощью крышки, которая обеспечивает степень защиты IP54 и может быть снята только с помощью инструмента | ISO 80079-37 (пункт 5.2) | |
Фрикционный нагрев от подшипников | - | Все подшипники имеют смазку. Замену смазки следует проводить через интервалы времени, указанные в инструкции по эксплуатации. | ISO 80079-36 (раздел 9) |
Поломка подшипника или отсутствие смазки | Подшипники должны периодически проверяться на перегрев, изменение цвета и/или неправильный шум согласно инструкции по эксплуатации. | ISO 80079-36 (раздел 9) | |
В качестве альтернативы существует система непрерывного контроля, отключающая электропривод при достижении предельного значения температуры нагрева | ISO 80079-37, контроль источников воспламенения "bh" | ||
Фрикционный нагрев от движущихся частей в отделении редуктора | - | Отделение редуктора соответствует степени защиты IP54, которая гарантирует исключение попадания посторонних предметов или воды. | ISO 80079-37 (пункт 5.3 "ch") |
Движущиеся части внутри отделения редуктора погружены в смазку, которая служит искрогасящим и охлаждающим агентом. | ISO 80079-37 (пункт 7.2 "kh") | ||
Температура поверхности отделения редуктора ограничена до 150°С, чтобы слой угольной пыли, накопленный на поверхности оболочки, не воспламенился | ISO 80079-36 (пункт 6.2) | ||
а) Попадание посторонних предметов в отделение редуктора | Все отверстия защищены крышками или другими закрывающими средствами, которые могут быть сняты только с помощью инструмента | ISO 80079-36 (раздел 9) | |
b) Недопустимая потеря смазки из отделения редуктора | Отделение редуктора имеет устройство контроля уровня смазки (измерительный щуп или смотровое окно). Периодичность проверки и тип используемой смазки указаны в инструкции по эксплуатации. Смотровое окно используется согласно ISO 80079-37. Как альтернатива, система непрерывного контроля отключает питающее напряжение при падении уровня смазки ниже минимально допустимого значения или в случае недопустимого повышения давления или температуры | ISO 80079-37, "kh" (инструкция по эксплуатации) или ISO 80079-37, "bh" | |
Фрикционный нагрев от трансмиссии | - | Температура поверхности частей трансмиссионной системы, включая механизм реечной передачи, не должна превышать 150°С там, где возможно образование слоя угольной пыли. | ISO 80079-36 (пункт 6.2) |
Фрикционный нагрев от тормозов | - | Комбайн оснащается тормозами, т.к. он работает на наклонной поверхности. Тормоза используются только в качестве стояночного тормоза или при спуске | ISO 80079-36 (пункт 6.2), ISO 80079-37 "ch" |
а) "Потеря" торможения после запуска электродвигателя | Для предотвращения потери управляемости выемочного комбайна на наклонных пластах приводной электродвигатель запускается на короткий период при включенном торможении. После этого поступает сигнал на отпускание тормоза. Если через дополнительный период времени отпускание тормоза не произошло, приводной электродвигатель отключается | ISO 80079-36 (пункт 6.2), ISO 80079-37 "ch" | |
b) Отключение электроснабжения | Если торможение применено во время работы выемочного комбайна с максимальной скоростью и на пласте с максимальным углом наклона, температура внешних частей оборудования не должна превышать предельного значения, т.е. 150°С в случае возможности образования слоя угольной пыли и 450°С в случае исключения образования слоя угольной пыли. | ISO 80079-36 (пункт 6.2) | |
с) Включение тормозов из-за электрического повреждения | Приводной электродвигатель отключается датчиком контроля тормозов | ISO 80079-36 (пункт 6.2), ISO 80079-37 "ch" | |
Фрикционный нагрев шнеков | - | К шнекам с окружной скоростью вращения более 1 м/с предусматривается система орошения, предотвращающая недопустимо высокую температуру шнеков и резцов в зоне резания. Предусматривается блокировка, исключающая транспортирование угля без функционирования системы орошения | ISO 80079-36 (пункт 6.2), ISO 80079-37 "ch", "bh" |
а) Пониженное давление воды | Система орошения резцов имеет систему мониторинга, контролирующую давление и расход воды в системе орошения и отключающую приводной электродвигатель в случае, если значения давления или расхода воды становятся меньше предельных значений, указанных в инструкции по эксплуатации | ISO 80079-36 (пункт 6.2), ISO 80079-37 "bh", подпункт 5.1.2.2 настоящего стандарта | |
b) Засорение оросителей | Периодичность проверки оросителей определена в инструкции по эксплуатации. Система орошения резцов имеет систему контроля давления или расхода воды в системе орошения, производящую отключение приводного электродвигателя в случае, если значения давления или расхода воды меньше предельных значений, указанных в инструкции по эксплуатации | ISO 80079-36 (раздел 9) | |
Гидравлическая система трансмиссии | - | Гидравлическая система, например, для подъема и опускания шнеков, функционирует с рабочими жидкостями, перечисленными в ISO 80079-37 (подпункт 5.8.5.2) | ISO 80079-37 "ch" |
Загрязнение рабочей жидкости | Тип рабочей жидкости и фильтра определен в инструкции по эксплуатации. Кроме того, осуществляется температурный контроль в целях отключения приводного электродвигателя гидравлической системы в случае недопустимой температуры рабочей жидкости | ISO 80079-36 (раздел 9) | |
Электростатический разряд | - | Для внешних оболочек оборудования с площадью поверхности более 100 см | ISO 80079-36 (пункт 6.7) |
Соударение между легким металлом и сталью с коррозией | - | Для внешних оболочек никакие легкие металлы не применяют, если они не соответствуют требованиям ISO 80079-36 | ISO 80079-36 |
Заменяемые части | - | Если уровень взрывозащиты при снятии заменяемой части нарушается, ее снятие может быть выполнено только с помощью специального инструмента | ISO 80079-36 (пункт 7.5) |
Материалы, используемые для уплотнения | - | Для уплотнения, влияющего на степень защиты, применяют материалы с соответствующей температурной стойкостью | ISO 80079-36 (пункт 7.5) |
Возможности соединения заземленных проводящих частей | - | Все проводящие части электрически соединены с заземляющей жилой в питающем кабеле. | ISO 80079-36 (пункт 6.7.2) |
Светопро- | - | Применяемые светопропускающие части проверяют в соответствии с ISO 80079-36 (подпункт 8.3.1) или защищают специальной оболочкой | ISO 80079-36 (пункт 7.7) |
Фрикционное искрение от резцов | - | Все резцы обеспечиваются системой орошения. Расположение индивидуальных оросителей - за резцом, струя охлаждает горячие частицы в зоне резания, уменьшая, таким образом, риск воспламенения | Раздел 5 настоящего стандарта |
Электродвигатели и силовые распреде- | - | Специальные условия применения, обозначаемые в сертификате знаком "X": | IEC 60079-0, IEC 60079-1 |
- | - контроль значений тока (сверхтоки); | ||
Соединительные коробки | - | Специальные условия применения, обозначаемые в сертификате знаком "X": | IEC 60079-0, IEC 60079-7 "е" |
Искробезопасные цепи и системы | - | Специальные условия применения, обозначаемые в сертификате знаком "X": | IEC 60079-0, IEC 60079-11 (искробезопасные цепи уровня "ia" и "ib") |
Электрические системы | - | Все электрическое оборудование и все механическое оборудование должно быть соединено с заземляющим проводником, электрооборудование обеспечено системой контроля изоляции. Кабели, проложенные на выемочном комбайне, должны быть защищены от механических повреждений и от токов короткого замыкания | Пункт 4.4.4 настоящего стандарта |
Уменьшение сопротивления изоляции | Электрическое питание отключается системой контроля сопротивления изоляции при достижении максимально допустимого тока короткого замыкания на землю | Пункт 4.4.4 настоящего стандарта | |