Способ автоматической газовой защиты угольных шахт и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к горной пром-ти и позволяет повысить эффективность газовой защиты угольных шахт за счет замедленного отключения при неопасных и быстрого отключения шахтного оборудования (ШО) при опасных концентрациях метана (КМ). Для этого непрерывно измеряют КМ с получением соответствующего измерительного сигнала (ИС). Задают два порога сигнала и сравнивают их с ИС. После превышения ИС первого порога с выдержкой времени отключают ШО. После превьшения ИС второго порога О отключают мгновенно. Дополнительно определяют величину превьппения ИС первого и; порога и изменяют выдержку времени обратнопропорционально величине превышения . В устр-ве для осуществления способа датчик 1 КМ и задатчик 4 порога подключены к входам компаратора 2 и усилителя-компаратора 3. Выходы компаратора 2 и счетчика 6 соединены с входами блока 7 отключения ШО. К R-входу счетчика 6 и входу преобразователя 5 напряжения в частоту подключен выход усилителя-компаратора 3. Выход преобразователя 5 соединен с Т-входом счетчика 6. 2 с.п. ф-лы, 1 ил. а С о о о ;о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) (51) 4 Е 21 F 9/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ / "::

H ДBTGPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

j (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ГАЗОВОЙ

ЗАЩИТЫ УГОЛЬНЫХ ШАХТ И УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к горной пром-ти и позволяет повысить эффективность газовой защиты угольных (21) 3954079/ 22-03 (22) 19.07.85 (46) 30.06.88. Бюл. Ф 24 (71) Днепропетровский горный институт им, Артема и Государственный Макеевский научно-исследовательский институт по безопасности работ в горной промышленности (72) В.А.Бойко, В.Е.Фрундин, В.И.Голинько, Г.А.Мирошник, В,В.Исаев, A.È.Áîáðîâ, К.А.Петченко, М.Г.Гусев, Ф.Е.Кригман и В.И.Назаренко (53). 622.232 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 717372, кл. Е 21 F 9/00, 1977.

Карпов Е.Ф., Биренберг И.Э., Басовский Б.И. Автоматическая газовая защита и контроль рудничной атмосферы.

M. Недра, 1984, с.120-.127. шахт за счет замедленного отключения при неопасных и быстрого отключения шахтного оборудования (ШО) при опасных концентрациях метана (КМ). Для этого непрерывно измеряют КМ с получением соответствующего измерительного сигнала (ИС). Задают два порога сигнала и сравнивают их с ИС. После превышения ИС первого порога с выдержкой времени отключают ШО. После превьппения ИС второго порога ШО отключа.— ют мгновенно. Дополнительно определяют величину превышения ИС первого порога и изменяют выдержку времени обратнопропорционально величине npeBbBIIpíèÿ. В устр-ве для осуществления способа датчик 1 KY. и задатчик 4 порога подключены к входам компаратора 2 и усилителя-компаратора 3. Выходы компаратора 2 и счетчика 6 соединены с входами блока 7 отключения ШО. К

R-входу счетчика 6 и входу преобразователя 5 напряжения в частоту подключен выход усилителя-компаратора 3.

Выход преобразователя 5 соединен с

Т-входом счетчика 6. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.

1406399

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к способам ж устройствам автоматического управ,> ения газовой защитой контролируемых 5 фбьектов угольной шахты. !

1;елью изобретения является повыение эффективности газовой защиты . а счет замедленного отключения при еопасных и быстрого отключения обоудования при опасных концентрациях етана, На чертеже изображена функциональая схема устройства автоматической азовой защиты угольных шахт. 15

Устройство содержит датчик 1 конентрации метана. подключенный к перым входам компаратора 2 и усилителяомпаратора 3, к вторым входам котоых подключены соответственно первый 2О второй выходы задатчика 4 порога уровней) срабатывания. Выход усилиеля-компаратора 3 подключен к входу реобразователя 5 напряжения в частоу и R-входу счетчика,6. Выход преоб- 25 азователя 5 напряжения в частоту оединен с Т-входом счетчика 6. Выхоы компаратора 2 и счетчика 6 соеди- . ены с входами блока 7 отключения борудования.

ЗО

Рассмотрим работу устройства по тредлагаемому способу при концентра( ции метана ниже первого порогового уровня. B этом случае сигнал датчика

1 концентрации метана меньше сигна(пов на первом и втором выходах задат4ика 4 уровней срабатывания. Компаратор 2 и усилитель-компаратор:.3 нахоДятся в режиме ограничения выходного сигнала на отрицательном уровне,:,при этом не срабатывает блок 7 отключения оборудования, отсутствуют импульсы . на выходе преобразователя 5 напряжения в частоту и счетчик 6 подцерживается в состоянии сброса.

При концентрации метана выше пер,вого и ниже второго пороговых уровней сигнал датчика 1 концентрации метана и меньше сигнала на первом выходе задатчика 4 уровней срабатывания и больше сигнала на его втором выходе. Компаратор 2 продолжает находиться в режиме ограничения выходного сигнала на отрицательном уровне.

Усилитель-компаратор 3 переходит в

55 усилительный режим, и на его выходе появляется сигнал положительной полярности, пропорциональный превышению сигнала от датчика концентрации метана над первым пороговым уровнем:

При этом преобразователь 5 напряжения в частоту формирует импульсы с частотой о +К 11 b,, (2) которые поступают на Т-вход счетчика 6. Число, записанное в счетчик 6, определяется уравнением ь

N=jrdt=)(e,+К,К(С,„,-С„„«))gt. (З>

Выдержка времени срабатывания защиты по предлагаемому способу опреде- ляется временем заполнения счетчика

6. После заполнения счетчика 6 на его выходе появляется сигнал, заставляющий сработать блок 7 отключения оборудования. Время заполнения счетчика 6 определяется из уравнения

N „=K,К)С „gt+(f,-К,КС„, „)t,(А) ость начетчика.

В случае если концентрация метана не меняется во времени, время срабатывания защиты определяется из уравнения

Исч т. е. находится в обратной зависимости от превышения концентрации метана над первым пороговым уровнем.

Если после начавшегося отсчета счетчика 6 концентрация метана пада- ет ниже первого порогового уровня, усилитель-компаратор 3 переходит в режим ограничения выходного сигнала на отрицательном уровне и сигналом отрицательной полярности, поданным с его выхода íà R-вход счетчика 6, производится стирание накопленного числа импульсов.

При достижении второго порогового уровня концентрации метана компаратор

2 переходит в режим ограничения выходного сигнала на положительном уровне. и по сигналу с его выхода блок

7 отключения оборудования срабатывает без выдержки времени.

Пример. Задавшись пороговыми уровнями концентрации метана 1,0 и

1,3 о6.1 СН и временем срабатывания защиты соответственно 30 и 3 мин, из формулы (5) находим, что при использовании 14-разрядного двоичного счетчика

= 9 1 Гц. (> t,. 30 60

1406399

Neu о я /о (С оН4 Спорое ) CCH> С пороГ

12 -1 91 Гц — — -272

3 60 (1 у 3- 1 ) . 1 3-1 об. ЖСН 4

По формуле (5) находим, что.при концентрациях метана 1,05; 1,1 и

1,2 об. вьдержки времени составляют соответственна,,о,, =12 мин;

=7 мин 35 с; t, II = 4 мин 20 с.

Таким образом, вьдержка времени, с которой срабатывает газовая защита, уменьшается с ростом опасности газовой обстановки.

В зависимости от особенностей га15 зовой динамики конкретного добычного участка может возникнуть необходимость изменения вьдержки времени срабатывания газовой защиты. Это может

20 быть выполнено изменением числа разрядов счетчика 6 или изменением коэффициента К, преобразователя напряжения в частоту.

I 25

Формула изобретения

1. Способ автоматической газовой защиты угольных шахт, состоящий в непрерывном измерении концентрации 30 метана с получением соответствующего измерительного сигнала, задании двух порогов сигнала, сравнении измерительного сигнала с заданными порогами, отключении шахтного оборудования после превышения измерительным сигналом первого порога с выдержкой времени и после .превышения измерительным сигналом второ го поро га мгновенном отключении шахтного оборудования, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности газовой защиты за счет замедленного отключения при неопасных и быстрого отключения оборудования при опасных концентрациях метана, определяют величину превышения измерительным сигналом первого порога и обратно пропорционально величине превышения изменяют вьдержку времени.

2. Устройство автоматической газовой защиты угольных шахт, содержащее последовательно соединенные датчик концентрации метана, компаратор и блок отключения оборудования, а также задатчик порога, первый выход которого соединен с вторым входом компаратора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено цепью из последовательно соединенных усилителя-компаратора, преобразователя частоты и счетчика, причем выход датчика концентрации метана соединен с первым входом усилителя-компаратора, второй вход которого соединен с вторым выходом задатчика порога, а выход соединен с обнуляющим входом счетчика, выход которого соединен с вторым входом блока отключения оборудования.

1406399

Составитель И.Назаркина

Техред И.Верес

Корректор N.Âàñèëüåâà

Редактор А.Лежнина

Заказ 3177/35

Тираж 426 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

Il3O35, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4