Датчик контроля выбросоопасности угольного пласта

 

ДАТЧИК КОНТРОЛЯ ВЫБРОСООПАСНОСТИ УГОЛЬНОГО ПЛАСТА, содержащий корпус, внутри которого последовательно расположены фокусирующее зеркало , полосовой фильтр и приемник излучений, а также усилитель, выход которого соединен с блоком регистрации , отличающийся тем, что, с целью повышения точности контроля, датчик снабжен расположенными внутри корпуса переключателем и установленным на одной оптической оси с основным дополнительным приемником излучений, тыльная сторона которого покрыта зеркальным слоем, и закрепленным на корпусе поворотным устройством, соединенным с дополнительньм приемником излучений и переключателем , при этом фокусирующее зеркало выполнено с отверстием, центр которого расположен на оптической оси приемников. (Л ел ел VI to

СОЮЗ СОВЕТСИИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

4(5ц Е 21 F 5/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 348882?/22-03 (22) 30.08.82 (46) 15.05.85. Бюл. № 18. (72) В.С. Маевский, О.Г. Кременен, М.И. Большинский и А,А, Ащеулов (71). Государственный Макеевский ордена Октябрьской Революции научноисследовательский институт по безопасности работ в горной промьппленности (53) 622 ° 33(088.8) (54) (57) ДАТЧИК КОНТРОЛЯ ВЫБРОСООПАСНОСТИ УГОЛЬНОГО ПЛАСТА, содержащий корпус, внутри которого последовательно расположены фокусирующее зеркало, полосовой фильтр и приемник (!91SU(31) 1 3 55 излучений, а также усилитель, выход которого соединен с блоком регистрации, отличающийся тем, что, с целью повышения точности контроля, датчик снабжен расположенными внутри корпуса переключателем и установленным на одной оптической оси с основным дополнительным приемником излучений, тыльная сторона которого покрыта зеркальным слоем, и закрепленным на корпусе поворотным устройством, соединенным с дополнительным приемником излучений и переключателем, при этом фокусирующее зеркало выполнено с отверстием, центр которого расположен на оптичес-кой оси приемников.

3 11557

Изобретение относится.к горному делу, а именно к оценке выбросоопасности приэабойной части угольных пластов в процессе их разработки.

Известно устройство для определения интенсивности инфракрасного (ИК) излучения в различном частотном диапазоне, которое включает блок формирования лучей, монохроматор, вращающееся зеркало и полукруг, приз- 16 му, приемник ИК-излучения, усилитель и регистрирующее устройство.

Недостатком данного устройства является его стационарность, т,e, невозможность использования для опе- д ративного контроля состояния призабойной части пласта. Устройство используется только в лабораторных условиях для проведения исследований на образцах. за

Наиболее близок к предлагаемому датчик контроля выбросоопасности угольного пласта, содержащий корпус, внутри которого последовательно расположены фокусирующее зеркало, по- д лосовой фильтр и приемник излучений, а ".àêæå усилитель, выход которого соединен с блоком регистрации. Опре" деление интенсивности ИК-иэлучен;-::я на заранее выделенной частоте осуществляют путем размещения между индикаторами иКвант" и поверхностью . выработки частотного инфракрасного фильтра. Ик- датчик "Квант" включает оптическую систему, электронные системы преобразования, усилителя и ре35 гистрации сигнала.

Недостатком известного датчика является использование в качестве приемника ИК-излучения болометра, 4О чувствительного к трескам, вибрациям, механическим повреждениям, и отдельного ИК-фильтра, расположенного межцу датчиком и поверхностью выработки и требующего специально пыле45 влаговой защиты при измерении в шахт ных условиях, что связано со снижением чувствительности датчика и погрешностью при измерениях.

Цель изобретения — повышение точИ ности контроля.

Поставленная цель достигается тем, что датчик контроля выбросоопасности угольного пласта содержащий корпус, внутри которого последова- Ы тельно расположены фокусирукицие зеркало, полосовой фильтр и приемник излучений, а также усилитель выход

77 г кс-торого соединен с блоком регистрации, снабжен расположенными внутри кор пуса переключателем и установленным на одной оптической оси с основным приемником излучений, дополнительным приемником излучений, тыльная сторона которого покрыта зеркальным слоем н закрепленным на корпусе поворотными устройством, соединенным с допол— нительным приемником излучений и переключателем, при этом фокуснрующее зеркало выполнено с отверстиями, центр которого расположен на оптической оси приемников °

На чертеже представлена схема устройства.

В корпусе 1 прибора расположены основной приемник 2 ИК-излучения; фокусирующее зеркало 3; полосовой

ИК-фильтр 4, дополнительный приемник 5 ИК-излучения. электронный усилитель б сигналов приемников, регистрирующее устройство 7, источник

8 питания, переключатель 9 приемников, дополнительный зеркальный отражатель 10 и приводная ось 11 поворотного устройства. Устройство также содержит герметиэирующее уплотнение

12, рычаг 13 поворотного устройства и фиксатор 1ч положения. В фокусирующем зеркале 3 имеется отверстие ;5.

Конструкция разработанного прибора выполнена таким образом, что фокусирующее зеркало 3 установлено на специальном кронштейне„ закрепленном в корпусе 1 датчика. Дополнительный зеркальный отражатель 10 прикреплен к тыльной части корпуса основного приемника 2 ИК-излучения, который установлен на приводной оси 11 поворотного ус тройства. Поворотное устройство прикреплено к корпусу датчика. Выход основного приемника 2 соединен с одним входом, а выход дополнительного приемника 5 соединен с другим входом переключателя 9 приемников. Выход переключателя 9 приемников соединен со входом усилителя 6 сигналов, выход которого подключен к входу регистрирующего. устройства 7. Источннк 8 питания подсоединен к усилителю сигналов.

Датчик работает следующим образом.

Входное окно датчика наводится на забой угольного пласта . Поток

ИК-излучения от обследуемой поверхности угольного пласта попадает на

f 155772 фокусирующее зеркало 3, :oòорое концентрирует ега на Основной приемник 2. Выработанный в нем сигнал усиливается у"илителем 6 и поступает на регистрирующее устройство 7.

Для измерения интенсивнаСтн с» гиала NK-излучения на выделенной частоте переключением рычага 13 поворотного устройства основной приемник 2 и допалнительлый отражатель 10 меняются местами и жестко закрепляются в этом положении с помощью фиксатора 14. Прн зтсм происходит переключение приемников на входе усилителя с помощью переключателя 9. Поток ИК-из.".учения, сфакусированный зеркалом 3, направляется дополнительным отражателем,0 через отверстие 15 в центре зеркала 3 и паласовой ИК-фильтр ч на дополнительный приемник 5 ИК-излучения. Выработанный в нем сигнал усиливается и фиксируется на регистрирующем устройстве 7. Рычаг 13 поворотного устройства вынесен за корпус датчика 1.

Для измерения интенсивности ИКизлучения на других часто-à:õ .необходима установить ИК-фильтр с соответствующей частотой пропускавши, поэтому фильтр можно заменить.

В качестве прие:- никсв ИК-излучения испОльзаваны лОлупрОВОдникавые материалы на основе манакристаллов аитиманида кадмия.

Фокусирующее зеркало представля-. ет собой полиэтиленовую основу с нанесенным на иее слоем алкминия.

Аналогично выполнен дополнительньгй отражатель, фиксатор положения, рычаг поворотного устройства и переключатель приемников излучения сое.динены механически таким образом,. что при повороте рычага поворсг= ного устройства он переводит переключатель приемников в другое положение и жестко закрепляет я фикса тором. При обратном повороте рычага переключатель устанавливается в первоначальное положение и вновь закрепляется фиксатором. Уплотнение изготовленное в виде резинового кольца, предотвращает попадание пыли и влаги в корпус датчика.

П р и и е р. Измерения интенсивности ИК-излучения с целью выявления участков поверхности угольнога пласта с пониженной интенсивностью излу.— чения (т.е. температурой) проводили

HB выбрасоопаснам угольном пласте

Ь„„ Ливенский в лаве шахты проиэводственнага абьединение Донецкуголь . Предварительно определяли геостатическую температуру пласта и интенсивность инфракрасного излучения забоя на выделенной частоте в невыбрасоапасной зоне, В процессе ведения Очистных работ непасредствен10 на за выемочным механизмам (комбайнам 2К-52) с помощью разработанного датчика контролировали температуру свежеабнаженнага угольного забоя по интегральной интенсивности ИК-излу15 чения в спектральном диапазоне 2,6-

30 мкм. При понижении температуры на 10Х и более относительно геостатическай дополнительно определяли интенсивное b ИК-излучения свежеабна3) женнаго забоя в этаM месте на выделен. юй частоте. Для этага осуществляли наворот рыча-.a поворотного устройства, определение значения интенсивнас;II на регистрирующем устЫ ройстве и сравнение его со значением. интенсивности ИК-излучения на выделенной :астате, измеренным перед началам р::.баты в неопасной зоне.

Если интенсивность изуче-чя на выделенной частоте увеличивается на

30? и более, та угольный пласт относят к выбрасаопасным.

В данном случае, когда з лаве осуществляли выемку угля комбайном, двигаясь от нижней ниши z верхней на

30 м n" аткатачного штрека. было эаЬиксировано понижение температуры свежеабнаженного забоя иа ffX ат геостатической. Величина ИК-излучения на выделенной частоте .на 307 больше, чем в неопасной зоне. Комбайн был остановлен. С помощью нормативного метода текушега прогноза выбросоопасí„còè было установлено наличке выб» расоопасной эоны на данном участке лавь..

Повышение надежности, оперативности и .дабства измерения интенсивности инфракрасного извлечения свежеобиаженнога угольного забоя достигается тем, гто паласовой ИК-фильтр расположен внутри корпуса датчика, по"-тому исключены погрешности, связанные с его запыленностью, увлажнениостью и неидентичиастью условий измерения. Измеренгге в зоне с понижением температуры иа выделенной частоте осуществляется простым переключением

3 1155772 б рычага поворотного устройства, что тоте (что существенно упрощает и значительно упрощает операции изме- делает более оперативным процесс рения. но измерению интенсивности HK-излучения), а также меры по предохранеПредлагаемый датчик исключает $ нив и очистке фильтра от запыленноспри измерении операции по установле- ти и увлажнения, что повьппает точнию между датчиком и забоем ИК-фильт- ность измерений и надежность опрера для измерения на выделенной час- деления выбросоопасности пласта.

Составитель И. Назаркина

Редактор Л. Пчелинская Техред Т.Дубинчак КоРРектоР М. Демчик

Заказ 3109/31 Тираж 446 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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