Система контроля состояния горных выработок

Система контроля состояния горных выработок

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СИСТЕМА КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК, содержащая группы радиодатчиков, установленных в целиках и кровле очистного пространства, устройства сбора и регистрации информации, число которых соответ ствует числу групп радиодатчиков, каждое устройство сбора и регистрации информации содержит антенну, соединенную с радиоприемником, первый вход которого соединен с генератором качающейся частоты , отличаюшаяся тем, что, с целью повьЕпения надежности контроля и его быстродействия,в систему введояк блок определения признака.кодовых групп, блоки анализа кодовых трупп по числу устройств сбора и регистрации информации и блок сравнения, которые размещены на земной поверхности, причем в каждое устройство сбора и регистрации информации введены генератор стробируклцего импульса генератор эталонной частоты, блок выделения разностной частаты, блок определения признака кодовых групп и блок согласования, при этом выход радиоприемника соединен с входом генератора стробирукяцего импульса, выход которого соединен с входом генератора качающейся частоты и с первым входом блока выделения разностной частоты, второй и тре (Л тий входы которого соединены соответственно с выходом генератора качающей частоты и генератора эталонной частоты, выход блока выделения разностной частоты соединен с пе рвым BXOEJ.OM блока согласования, который соединен с блоком . определения признака кодовых групп, выход которого соединен, с вторым входом 4;: радиоприемника, каждый блок согласоваО5 ния устройства сбора и регистрации соеел динен линией связи с блоком определения о признака кодовых групп и соответствующим блоком анализа кодовых групп, выходы которых подключены к одним входам блока ,совпадения, другой вход которого подгключен к выходу блока определения приз . нака кодовых групп, вход которого соединен с клеммой Опрос номера датчика и канала.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) 3(51) E 2 1 С 39/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPCHGIVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3450299/22-03 (22) 07.06.82 (46) 07.10.83. Бюл. № 37 (72) М. И. Абдулаев, A. А. Вислобоков, А, С. Вознесенский, Г, Б. Довгань, И. Ш. Коган, А. В. Кори, Л. Л. Павлов, .

B. С. Потапов, А. B. Смирнов и В. С, Ямшиков (71) Московский ордена Трупового Красного Знамени горный институт . (53) 622.245 (088.8) (56) 1. Дьяков В. В., Корякин Н, М., Кушкин С. Г. Подземная рациотелеметрическая система для контроля за измерением давления в горном массиве, — "Безое пасность труда в промышленности", 1979, № 7, с. 39.

2. В. C. Ямщиков, Л. Л. Павлов, N. M, Манукян и цр. — Система беспроводного контроля устойчивости массива цля подземных рудников.-Горный журнал, 1977, № 3, с. 62-64 (прототип). (54) (57) СИСТЕМА КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК, содержашая группы рациоцатчиков, установленных в целиках и кровле очистного пространства, устройства сбора и регистрации информации, число которых соответ-. ствует числу групп радиоцатчиков, каждое устройство сбора и регистрации информации содержит антенну, соециненную с радиоприемником, первый вхоц которого соецинен с генератором качаюшейся частоты,отличаюшаяcÿ тем,что, с целью повышения нацежности контроля и его быстродействия,в систему введп шл блок определения признака.коцовых групп, блоки анализа коцовых групп IIO числу устройств сбора и регистрации информации и блок сравнения, которые размещены на земной поверхности, причем в каждое устройство сбора и регистрации информации введены генератор стробирующего импульса, генератор эталонной частоты, блок выделения разностной частоты, блок определения признака коцовых групп и блок согласования, при этом выход радиоприемника соединен с вхоцом генератора стробируюшего импульса; выхоц которого соединен с вхоцом генератора качающейся частоты и с первым вхопом блока выделения разностной частоты, второй и третий вхоцы которого соединены соответственно с выходом генератора качаюшей частоты и генератора эталонной частоты, выхоц блока выцеления разностной частоты ссецинен с первым.вхопом блока согласования, который соецинен с блоком опрецеления признака кодовых групп, выхоц которого соединен с вторым вхоцом радиоприемника, каждый блок согласования устройства сбора и регистрации соецинен линией связи с- блохом опрецеления признака коцовых групп и соответствуюшпм блоком анализа кодовых групп, выхоцы которых подключены к одним вхоцам блока ,совпацения, цругой вхоц которого поц-ключен к выхоцу блока опрецеления признака коцовых групп, ахоп которого соецинен с клеммой "Опрос номера цатчика и канала".

1046509 2 устройство сбора и регистрации информа ции ввецены генератор стробируюшего импульса, генератор эталонной частоты, блок выделения разностной частоты, блок определения признака кодовых групп и блок согласования, при этом выход рациоприемника соединен с входом генератора стробируюшего импульса, выход которого соединен с входом генератора качаюшейся частоты и с первым вхоцом блока вытретий вхоцы которого соединены соответ отвеина с выхоцом генератора качаюшей частоты и генератора эталонной частоты, выход блока вьшеления разностной частоты соединен с первым входом блока согласования, который соединен с блоком опрецоления признака кодовых групп, выхоц которого соединен с вторым входом рациоприемника, каждый блок согласования устройства сбора и регистрации соединен линией связи с блоком определения признака кодовых групп и с соответствук шим блоком анализа кодовых групп, выходы которых подключены к одним вхоцам блока совпадения, другой вход которого подключен к выходу блока определения признака кодовых групп, ахоп которого соединен с клеммой "Опрос номера датчика и канала". !

На фиг, 1 приведена структурная схема системы контроля состояния горных выработок; на фиг. 2 и 3 - эиюры, поясняюшие работу системы, Система контроля состояния горных выработок содержит группы 1,..., и рациодатчиков деформаций, устройства сбора и регистрации информации 2И, Рациоцатчики 1, ..., h соцержат чувствительные элементы, реагируюшие на изменение поля напряжений в породах, (датчики перемешений, акустической, электромагнитной активности или другие и радиопередатчик, не показаны) и установлены в целиках и кровле очистных горных выработок в местах интенсивных горных работ. Устройства 2, ... и, .сбора и регистрации информации установлены в месте; защищенном от взрыва в очистной выработке или на откаточном штреке и содержат радиоприемник 3 с вхоцом опорной частоты, генератор 4 качающейся частоты, выхоц которого подключен к входу опорной частоты рациоприемника 3. K выходу рациоприемника 3 поцключен генератор 5 стробируюшего импульса, выходы которого поцключены и генератору 4 качающейся частоты и блоку 6 выделения разност ной частоты, к входам которого поцклюИзобретение относится к горной промышленности и может быть использовано . цля контроля состояния горных выработок, в особенности цля контроля устойчивости иеликов и кровли очистных гор ных выработок, Известны системы контроля состояния горных выработок, включаюшие,рациоцат чики, устанавливаемые в массиве - целиках и кровле очистного пространства, и fQпульт оператора, соцержаший радиоприем- целения раэностной частоты, второй и

Г11 .

Наиболее близким техническим реше нием к изобретению является система контроля состояния горных выработок, 15 включаюшая рациоцатчики, установленные в целиках и кровле очистного пространства, промежуточные устройства, установленные в зашишенном от взрыва месте, кажцое иэ которых имеет антенну, 20 соединенную с радиоприемником, один иэ входов которого связан с генератором качаюшейся частоты $2) .

Оцнако известные системы не обеспе- чивают измерения параметров, характери- 25 зующих состояние горных пород на расстояниях более 150-200 м or пульта оператора, что принципиально ограничено возможностями радиоканала и условиями распространения радиоволн в массиве пороц. При этом информация с соседних участков, необходимая цля точного, определения состояния выработки, не учитывается, так как требуется значительное время цля ее цоставки. Из-еа этого в

35 условиях интенсивной цобычи руц взрывным способом такой контроль ненадежен, Белью изобретения является повышение надежности контроля и его быстродействия в условиях отбойки руды взрывом О в о.истном пространстве.

Ф

Поставленная цель достигается тем, что в систему контроля состояния гор ных выработок, содержащую группу радиоi датчиков, установленных в venHKax u ! кровле очистного пространства, устройства сбора и регистрации информации, число которых соответствует числу групп рациоцатчиков, кажцое устройство сбора и регистрации информации содержит ан тенну, соециненную с радиоприемником, первый вход которого соединен с генера-. тором кача ащейся частоты, введены блок определения признака кодовых групп, блоки анализа кодовых групп по числу 55 устройства сбора и регистрации информации и блок cpBBHGHHH, которые раэмеьцены на земной поверхности, причем а кажлае блок 8 согласования эти имиупьсы поступают в блок 9 определения признака кодовых групп.

В данном спучае блок 10 анализа кодовых групп определяет подается пи с наземного устройства импульс 14 цпитепьностью +о (фиг. 2), соответству ошей установке рациоприемника па первый канал, ипи, с цпитепьностью 4, соответ с ствуюшей переключению на следующий канал ((= о), в случае пода|и B пиншо более коротких, чем Ь импульсов, с блока 6 вьщепения разностной частоты ипи импупьсных помех.

Блок 9 определения признака кодовых групп их не воспринимает и пе пр . .г:-оцит переключения каналов рациоприемника 3.

TBKHM образом, 6JIoE 9 оп (=, признака кодовых групп определяет соцержит пи вообще коцовая группа в пинии обмена данными признаки кодовой группы, управляющей каналами, и какому каналу соответствует цанная коцовая группа.

Блок 9 определения признака кодовых групп содержит счетчик каналов, устанавпиваемый кодовыми группами 15 и 16, из блока 8 согласования в соответствующее состояние. При этом сигналом с бпока 9 определения признака коцовых групп, радиоприемник 3 устанавливается на наружный частотный канал. Для повышения надежности работы во время перекпючения каналов блок 9 анапиза кодовых групп поцает сигнал запрета в блок 8 согпасования, отключающий сигпап от выхода устройства 2, если в этот момент он поступает с блока 6 выцепения разносъ ной частоты. После завершения переключения каналов этот запрет снимается и устройство 2 готового цпя осушествпения режима приема сигнапов."

В режиме приема сигналов после установки радиоприемника 3 на нужный ка нал генератор 4 качающейся частоты осушествпяет сканирование астоты узкой полосы прозрачности гядиоприемни ка 3 в диапазоне частот 17 и 18,соответствующем выбранному канаду.

После включения одного 19 из группы1 рациодатчиков, соответствующего выбранному каналу, при совпацении полосы прозрачности рациоприемни.ка 3 с частотой 20 рациоцатчика, в которой заложена полезная информация, на выходе рациоприемника 3 образуется импульс, запускающий генератор 8 стробирующегг импульса 21, а з 1046509 иены выход генератора 4 качающейся частоты и генератора 7 эталонной частоты. Выход блока 6 выделения раэност ной частоты соецинен через блок 8 cor» пасования, к которому также подключен блок 9 опрецепения признака коцовых групп, с блоком 10 анализатора кодовых групп, расположенным на наземной части, гце также находится блох 11 определения признака кодовых групп, соеди- I0 ненный через блок 8 согласования с бпоком 9 определения признака коцовых групп, соециненным с рациоприемником 3. Выхоцы блока 10 анализа коцовых групп и блока 11 определения приз- нака кодовых групп соединены с входами блока 12 совпадения. другие группы 1, ...tl, рациодатчиков расположены в других очистных выработках, рядом с ними в безопасных местах соответственно нахоцятся устройства цпя сбора и регистрации информации, соединенные с блоком 11 опрецепения признака кодовых групп, поцкпюченных к блоку 12 совпацения. 25

Прецпагаемая система работает следующим образом.

Группы 1, ...И, радиоцатчиков, установпенные в цепиках и кровле очистных горных выработок, производят измерение параметров, характеризующих напряженное состояние пород (смешения пороц, акус» тическую ипи электромагнитную активность, скорость упьтраэвука) и через некоторые промежутки времени передают

35 эти данные по рациоканапу в радиоприемник 3 устройства 2 сбора и регистрации инфо рмац ии.

Система контроля состояния горных выработок работает в цвух режимах: в ре»

40 жиме переключения каналов и в режиме приема показаний.

В режиме перекпючения каналов прп команце с вычиспительного устройства сигнал с информацией о номере выбирае45 мого канала поступает в блок 11. опрецепения признака кодовых групп, который в момент подачи коцовой группы дает сигнал 13 запрета (фиг. 2) на блок 12 сов- . падения, что исключает возможность перецачи информации в вычислительное уст»

50 ройс тво.

На выходе блока 11 опрецепения признака кодовых групп, соответствующего нужному устройству сбора и регистрации информации, по впяется коцовая группа 14 (фиг. 2), соответствующая номеру выбираемого канала устройства 2 сбора и регистрации информации. Через

509

)ЩМ

Cf 4 ЙЖУМГ

Фив 1

S 10 46 время действия стробирукацего импульса генератора 4 остается постоянной 22 и разрешается работа бпока 6 вьщепения разностной частоты. При этом блок 6 выделения разностной частоты выра 5 ,батввает вначале стартовую посылку t«23дпитепьцостью,меньшей чем, f а затем на его выходе образуется си1 .нап 24 частоты, равной модулю разности частот генератора .7 эталонной частоты и генератора 4 качаквцейся частоты. Этот сигнал поступает через блок 8 согпасования на вход блока 10 анапиза кодовых групп и на вход блока 11 апреде,пения признака кодовых групп. Блок 10 анализа кодовых групп осущвствпяет подсчет импульсов, идущих из блока 8 согласования. Блок 11 опредепения признака кодовых групп устанавливает явпя ется пи .дпитепьность импульсов, посту паюших иэ блока 8 согласования, больше определенной величины, характеризующей стартовую посылку. В случае превышения включается формирователь интервала времени счета, входящий в блок 11 опре- депения признака кодовых групп, и сравнивается содержимое счетчиков канапов . блока 9 опредепения признака кодовых групп и блока 11 определения призна ка кодовых групп. B случае совпадения ЗО по окончании счета выдается сигнал 25 разрешения считывания показаний .Вы» чиспительным устройством.

Устройство 2 может быть соединено с блоками, размещенными IIo земной поверхности как по многопроводной пинии, так и по двухпроводной линии. Информация об устойчивости цепиков и кровли очистных горных выработок с радиодатчинов 1 и и через устройства 2 и и и блоки 10 и 12 оперативно поступает в вычислительное устройство, где надежно определяется состояние горных выработок на раэпичных участках. ведения работ, причем такое оперативное, поступпение и обработка информации позвопяют опрецепить устойчивость цепиков и кровли за короткое время после работ, произведенных предыдушвй сменой, и дать надежные рекомендации по отработке массива поспедуюшей.смене, что в целом повьыавт надежность системы контроля состояния горных выработок, Предлагаемая система может быть реализована на серийно выпускаемых ЭВМ типа "Электроника-60", M-6000, СМ-4 ипи других и готовящейся к серийному выпуску аппаратуре беспроводного контроли деформаций горных пород "Массив. ,Ппя расчета экономической эффективности в качестве базового образна взята система беспроводного контроля устойчивости массива дпя подземных рудниКоВ внедренная на Джезказганском горио-металлургическом комбинате. Введение предлагаемых устройств и бпоков позвопяет надежно использовать систему контроля состояния горных выработок в оперативном текущем контроле устойчивости цепиков и кровли, что может быть нспопьэовано при управпении ходом ведения горных работ и, в конечном счете, процвести к снижению запаса прочности пепиков и соответственно потерь полезных ископаемых. При снижении потерь на 1% может быть получен годовой экономи» ческий эффект около 170 тыс.руб.

1046509

Составитель И. Наэаркина

Техред М. Гергель КорректорВ. сутяга

Редактор H. Данкулич

Филиал ППП Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 7692/35 Тираж 603 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж«35, Раушская наб., д. 4/5