Национальный стандарт РФ ГОСТ Р ЕН 14591-4-2012 (EN 14591-4:2007, IDT) "Горные выработки подземные. Системы взрывопредупреждения и взрывозащиты. Часть 4. Автоматические системы подавления взрывов на проходческих комбайнах" (утв. приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 17 сентября 2012 г. N 314-ст)

Национальный стандарт РФ ГОСТ Р ЕН 14591-4-2012 (EN 14591-4:2007)
"Горные выработки подземные. Системы взрывопредупреждения и взрывозащиты. Часть 4. Автоматические системы подавления взрывов на проходческих комбайнах"
(утв. и введен в действие приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 17 октября 2012 г. N 314-ст)

Explosion prevention and protection in underground mines -
Protective systems - Part 4: Automatic extinguishing systems for road headers

Дата введения в действие 1 июля 2013 г.

Введен впервые

Введение

Настоящий стандарт содержит полный аутентичный текст регионального стандарта EN 14591-4:2007 с поправкой от марта 2007 г., включенного в международную систему сертификации МЭКЕх и европейскую систему сертификации на основе директивы 94/9 ЕС [1]; его требования полностью отвечают потребностям экономики страны и международным обязательствам Российской Федерации.

Настоящий национальный стандарт подготовлен в обеспечение Федерального закона "О промышленной безопасности опасных производственных объектов" от 21 июля 1997 г. N 116-ФЗ и Федерального закона от 27.12.2002 N 184-ФЗ "О техническом регулировании".

Настоящий стандарт полностью повторяет нумерацию и наименование пунктов EN 14591-4:2007.

Настоящий стандарт входит в серию стандартов:

ГОСТ Р EN 14591-1 Горные выработки подземные. Системы взрывопредупреждения и взрывозащиты. Часть 1. Взрывобезопасная вентиляционная установка на 2 бара.

ГОСТ Р ЕН 14591-2 Горные выработки подземные. Системы взрывопредупреждения и взрывозащиты. Часть 2. Инертная вода через барьеры.

ГОСТ Р ЕН 14591-3 Горные выработки подземные. Системы взрывопредупреждения и взрывозащиты. Часть 3. Инертная вода для заслонов для локализации взрыва.

1. Область применения

Настоящий стандарт устанавливает требования к автоматическим системам подавления взрывов на проходческих комбайнах (комбайнах избирательного действия) во время проходки выработок, которые автоматически определяют начальную фазу взрыва рудничного газа, инициированного режущей головкой проходческого комбайна, и гасят его в забое штрека, не подвергая риску проходческую бригаду.

Настоящий документ не устанавливает требования к пожаротушению в забое штрека.

Автоматическая система подавления взрывов на проходческих комбайнах - это автономная защитная система, спроектированная в соответствии с требованиями Директивы 94/9/ЕС [1].

2. Нормативные ссылки

Следующие документы, на которые сделаны ссылки, обязательны при использовании настоящего стандарта. Для документов с указанной датой опубликования применяют только указанное издание. Если дата опубликования не указана, то применяют последнее издание приведенного документа (со всеми поправками).

ЕН 1127-2:2002 Взрывоопасные среды. Взрывозащита и предотвращение взрыва. Часть 2. Основополагающая концепция и методология для подземных выработок.

ЕН 10025 (все части) Горячекатаная продукция из конструкционных сталей

ЕН 10204 Изделия из металла - Виды документов инспектирования

ЕН 13237:2003 Потенциально взрывоопасные атмосферы. Термины и определения для оборудования и защитных систем, предназначенных для применения в потенциально взрывоопасных атмосферах

ЕН 13463-1 Оборудование неэлектрическое, предназначенное для применения в потенциально взрывоопасных средах. Часть 1. Общие требования

ЕН 60068-2-6 Испытания на воздействие внешних факторов - Часть 2: Испытания - Испытание Fc: Вибрация (синусоидальная)

ЕН 60079-0 Электрооборудование для взрывоопасных газовых сред. Часть 0. Общие требования (МЭК 60079-0:2004, модифицированный)

ЕН 61000-6-2 Электромагнитная совместимость (ЭМС). Часть 6-2. Общие стандарты. Экология промышленной среды (МЭК 61000-6-2:2005)

ЕН 61000-6-4 Электромагнитная совместимость (ЭМС). Часть 6-4. Общие стандарты. Нормы выброса в атмосферу (МЭК 61000-6-4:1997, модифицированный)

ЕН 61508-1 Функциональная безопасность систем электрических, электронных, программируемых электронных, связанных с безопасностью. Часть 1. Общие требования (МЭК 61508-1:1998 + поправка 1999 г.)

3. Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ЕН 1127-2:2002,

ЕН 13237:2003, а также следующие термины с соответствующими определениями.

3.1 автоматическая система подавления взрывов (automatic explosion extinguishing system): блок оборудования для автоматического обнаружения взрыва в начальной стадии и введения в очаг огнетушащего вещества с целью ограничения разрушительных действий взрыва.

3.2 быстродействующий сосуд с огнетушащим веществом (HRD extinguishing agent container): устройство, содержащее огнетушащее вещество, которое высвобождается за счет внутреннего давления

3.3 датчик (sensor): устройство, которое реагирует на изменение одного или нескольких параметров, сопровождающее взрыв, например, изменение температуры и (или) излучения.

4. Общие требования

4.1. Общие положения

Автоматические системы подавления взрывов на проходческих комбайнах состоят из следующих согласованных элементов:

- датчиков для обнаружения воспламенения от взрыва;

- сосудов с огнетушащим веществом для тушения взрыва;

- системы управления для контроля индивидуальных элементов и их комбинированного действия, а также для включения системы подавления взрыва (электронное устройство контроля и управления);

- источника питания и аварийного источника питания.

Число и конфигурация отдельных элементов зависят от типа защищаемой машины и поперечного сечения горной выработки.

Применяются требования ЕН 13463-1 и ЕН 60079-0.

4.2. Функциональные требования

4.2.1 Общие положения

Все элементы должны быть спроектированы таким образом, чтобы обеспечивать высокую эксплуатационную надежность в соответствии с принципом отказобезопасности.

Высокий уровень защиты от неправильного включения должен быть обеспечен с помощью селективной реакции и минимальной чувствительности к внешним помехам.

Следует использовать соответствующие защитные устройства для защиты элементов от несанкционированного вмешательства извне.

Проходческий комбайн с автоматической системой подавления взрыва должен быть оборудован блокировочным устройством.

Следует использовать систему обнаружения ошибок для обеспечения правильной совместной работы элементов.

Все электрооборудование должно быть класса M1.

Система предназначена для работы при температуре окружающей среды от минус 20 до плюс 40°С.

Степень защиты должна быть не менее IP 54.

4.2.2. Датчики

Датчики обнаружения взрыва должны срабатывать при определенной физической величине параметра, связанного с явлением взрыва (например, типа пламени, излучения). Датчики должны обладать максимальным быстродействием и чувствительностью.

Контролируемый датчиками диапазон должен быть установлен таким образом, чтобы система обнаруживала только те события, которые она должна контролировать. События, которые должны обнаруживать датчики - это взрывы, возникшие при работе режущей головки проходческого комбайна вблизи комбайна, а не пожары за пределами зоны резания.

На функциональную надежность датчиков не должны влиять местные факторы (пыль, вода/туман, строительные материалы и т.д.).

Функционирование датчиков должно быть проверено с помощью функционального испытания с применением пламени метана.

4.2.3. Сосуды огнетушащего вещества

Скорость подачи и общее время подачи огнетушащего вещества из сосудов должны соответствовать геометрической форме забоя выработки. Необходимо, в частности, учитывать следующие параметры:

- расстояние от забоя выработки;

- радиальные размеры поперечного сечения выработки;

- направление подачи огнетушащего вещества относительно оси стрелы режущей головки.

4.2.4. Электронная система управления и подачи

Необходимо обеспечить возможность подключения не менее двух датчиков к электронной системе управления и подачи огнетушащего вещества. Эта система регулирует и контролирует все электрические сигналы, связанные с функциями и безопасностью следующих систем:

- системы питания;

- всех подключенных датчиков;

- системы сохранения важных данных в блоках энергонезависимой памяти;

- индикаторных и действующих элементов;

- системы зажигания;

- автоматической системы диагностирования. Необходимо предусмотреть интерфейс передачи данных к станции дистанционного контроля.

4.2.5. Источник питания и аварийный источник питания

Источник питания должен быть спроектирован как аварийный, обеспечивающий работу системы в течение не менее 24 часов, с автоматическим переключением. Для предотвращения случайного отключения он должен быть защищен от помех со стороны питающей электрической сети.

4.3. Другие требования

При установке элементов системы подавления взрыва на проходческом комбайне и (или) их включении в состав оборудования машины следует учитывать следующее:

- механическую нагрузку вследствие ударов и вибрации;

- минимальное нарушение нормального хода работы от создания препятствий для прямой видимости, ограничения рабочей зоны, например, при резании на обратном ходу, доступа в забой выработки и к пространству вблизи проходческого комбайна;

- обеспечение возможности применения механического оборудования, например, водяных брызгал, подвесных площадок и передвижных платформ;

- обеспечение достаточного доступа для ремонта и техобслуживания;

- использование конструкции, удобной для регламентного техобслуживания и проверки.

5. Специальные требования

5.1. Общие положения

Автоматические системы подавления взрывов должны быть спроектированы таким образом, чтобы они не влияли отрицательно на производительность или режим работы проходческого комбайна. Их составные части не должны препятствовать резанию (например, при резании арок обратным ходом), погрузке (от столкновения с погрузочным устройством) или закрывать линию прямой видимости машинисту. Элементы системы должны быть спроектированы таким образом, чтобы была возможна их замена на рабочем месте, если это не противоречит требованиям безопасности.

5.2. Механическая прочность

Все части машины и части из листового металла, включая усиливающие элементы и элементы жесткости, и должны быть изготовлены из стали, соответствующей требованиям ЕН 10025. Должны быть в наличии свидетельства об испытаниях.

При проектировании и изготовлении сварных элементов необходимо принимать меры для предотвращения образования зарубок и концентрации напряжений или для их компенсации, например, термической обработкой и отжигом для снятия внутренних напряжений.

При применении листов из конструкционной стали с высоким пределом текучести после закалки и отпуска или дисперсионного твердения в соответствии с ЕН 10025 необходимо наличие сертификата проверки в соответствии с 3.1. ЕН 10204.

Наплавочные металлы должны соответствовать требованиям соответствующего европейского стандарта, а также методу сварки, основному материалу и способу сварки.

Механическая прочность должна соответствовать требованиям для подземных горных работ. Сварные соединения и конструкции из листового металла должны быть спроектированы в соответствии с требованиями, приведенными в 5.3.

5.3. Виброустойчивость и ударопрочность

Все составные части автоматической системы подавления взрывов подвергаются воздействию сильной вибрации при выполнении проходческим комбайном операции резания. Элементы этой системы должны быть спроектированы таким образом, чтобы постоянно выдерживать вибрации и колебания, равные пятикратному значению ускорения силы тяжести в диапазоне частоты от 2 до 20 Гц в соответствии с ЕН 60068- 2-6. Сила удара должна быть 20 Дж.

5.4. Конструкция, удобная для обслуживания

Все составные части автоматической системы подавления взрывов, независимо от того, являются ли они отдельными элементами или узлами, должны быть сконструированы таким образом, чтобы допускать замену на рабочем месте, если это не противоречит правилам безопасности.

Все составные части автоматических систем подавления взрывов должны быть сконструированы таким образом, чтобы обеспечивать свободный доступ для технического обслуживания и ремонта, например, с помощью дверец для технического обслуживания или проверки.

6. Требования к системам датчиков

6.1. Общие положения

Зарождающиеся при работе режущей головки проходческого комбайна взрывы рудничного газа должны быть распознаны системой датчиков. Для этой цели пригодны, например, датчики оптического или ультрафиолетового излучения.

Система датчиков должна работать безошибочно и на полную мощность в течение всего срока службы.

Оптические датчики пригодны для использования, например, в условиях постоянной продувки воздухом/промывки водой дисков датчика.

6.2. Испытания и контроль

Любые внутренние неисправности датчика должны быть прослежены с помощью испытаний или непрерывного контроля (см. 7.3). Должны быть выполнены требования ЕН 61508-1.

6.3. Помехоустойчивость и электромагнитная совместимость (ЭМС)

Конструкция системы датчиков должна обеспечивать защиту от внешних физических воздействий, которые могут вызвать отказ системы датчиков.

Действие электромагнитного излучения не должно вызывать отказ системы датчиков. Конструкция электроники датчика должна обеспечивать электромагнитную совместимость таким образом, чтобы заданные функции осуществлялись в любом режиме работы. Должны быть выполнены требования ЕН 61000-6-2 и ЕН 61000-6-4.

7. Требования к электронным схемам обработки сигналов

7.1. Общие положения

Электронные схемы обработки сигналов, в том числе система датчиков, должны переключаться в безопасный режим в случае ошибки (уровень безопасности SIL 2 в соответствии с ЕН 61508-1). Должны быть выполнены требования ЕН 61508-1. Этого достигают, например, с помощью автоматического выключения электронных схем обработки сигналов или переключения на резервную систему при одновременном отображении неисправности на индикаторе. Система должна быть сконструирована таким образом, чтобы предотвращать ложное срабатывание автоматической системы подавления взрывов.

7.2. Включение

Сигнал включения, генерируемый системой датчиков, должен немедленно запускать обработку сигнала при минимальном времени прохождения сигнала и максимально возможной скорости обработки сигнала.

Это требование распространяется на всю электронную систему с момента обнаружения сигнала включения до выбора и подачи тока зажигания в цепи системы подавления взрывов. Применение микропроцессоров не должно увеличивать время прохождения сигнала.

7.3. Функции контроля

Электронные схемы обработки сигнала должны быть способны непрерывно контролировать связанные с ними электрические элементы, которые включают в себя систему датчиков, и проверять соединительные линии на отсутствие коротких замыканий или обрывов. Необходимо также контролировать изменение сопротивления в цепях зажигания и связанных элементах зажигания.

При невозможности обеспечить непрерывный контроль некоторых электронных узлов необходимо во время запуска осуществлять автоматическую самопроверку и затем периодически проводить самопроверки в течение срока эксплуатации, чтобы гарантировать правильную работу электронных систем обработки сигналов.

При обнаружении внутренних или внешних неисправностей должно происходить отключение или переключение на резервную систему. При этом на индикатор должен отображать соответствующее сообщение о неисправности.

7.4. Индикаторы состояния

Рабочие условия автоматической системы подавления взрывов должны быть отображены соответствующим образом на индикаторе электроники для обработки сигналов. Электронные схемы обработки сигналов должны обеспечивать дистанционную передачу всей информации о рабочих условиях к другим станциям (например, на пульт управления машиниста проходческого комбайна или в центр управления шахтой).

7.5. Помехоустойчивость и электромагнитная совместимость (ЭМС)

Конструкция системы датчиков должна обеспечивать защиту от внешних физических воздействий, которые могут вызвать отказ электронных схем обработки сигналов. Это также относится к электромагнитному излучению. Должны быть выполнены требования ЕН 61000-6-2 и ЕН 61000-6-4.

8. Система подавления взрывов

8.1. Общие положения

Поскольку необходимо обеспечить высокую скорость подачи огнетушащего состава, в автоматических системах подавления взрывов используют только быстродействующие сосуды с огнетушащим веществом.

8.2. Сосуды с огнетушащим веществом

Быстродействующие сосуды с огнетушащим веществом состоят из следующих элементов:

- сосуда под давлением;

- быстрооткрывающегося клапана;

- взрывонепроницаемой распределительной коробки;

- соответствующего огнетушащего вещества (например, порошка), включая рабочий газ.

Существуют быстродействующие сосуды с огнетушащим веществом разных форм и размеров. Поперечное сечение выпускного отверстия сосудов должно быть полностью открыто в течение максимум 3 мс после срабатывания системы обнаружения взрыва.

Конфигурация, давление рабочего газа и поперечное сечение выпускного отверстия сосудов с огнетушащим веществом должны быть такими, чтобы при их совместном использовании с соединительными трубами или шлангами и выходными патрубками огнетушащее вещество могло быть подано в защищаемую зону в самое короткое время (от 80 до 600 мс).

Необходимое число огнетушащих веществ, тип сосудов и их размещение на площадке зависят от многих факторов, в том числе, от размера и формы защищаемой зоны и конфигурации и режима работы проходческого комбайна.

На быстродействующие сосуды с огнетушащим веществом должна быть нанесена стойкая маркировка для четкой их идентификации. Она должна содержать, по меньшей мере, следующую информацию:

- диапазон минимальных и максимальных температур для размещения сосуда;

- давление наполнения при х°С;

- обозначение типа быстродействующего сосуда;

- категорию защиты электрических соединений;

- значения электрической нагрузки;

- общий вес с допусками;

- класс огнетушащего вещества.

9. Маркировка

Автоматические системы подавления взрывов на проходческих комбайнах должны быть маркированы. Маркировку размещают на сосуде с огнетушащим веществом.

Маркировка должна содержать, по меньшей мере, следующую информацию:

- наименование и адрес изготовителя;

- серийный номер системы;

- тип системы;

- дату изготовления;

- номер и дату сертификата;

- специальную маркировку взрывозащиты;

- номер настоящего стандарта - ГОСТ Р ЕН 14591-1.

10. Информация по использованию

Информация по использованию автоматических систем подавления взрывов на проходческих комбайнах должна включать в себя:

- те же сведения, что приведены в маркировке защитных систем, за исключением серийного номера, и, в случае необходимости, сведения по техническому обслуживанию;

- маркировку взрывоопасных зон, находящихся перед сосудами с огнетушащим веществом;

- сведения о конструкции в соответствии с разделами 4 и 8 настоящего стандарта;

- сведения о демонтаже и восстановлении;

- сведения о ремонте (проверка и техобслуживание квалифицированным персоналом, документация);

- специальные условия применения (например, очистка датчиков);

- сведения о применении индивидуальных средств защиты.

Библиография

[1]	Directive 94/9/EC of the European Parliament and the Council of 23 March 1994 on the approximation of the laws of the member states concerning equipment and protective equipment intended for use in potentially explosive atmospheres

Председатель ТК 403, генеральный директор НАНИО "ЦСВЭ"

А.С. Залогин