Устройство для определения степени удароопасности участков массива горных пород

 

Изобретение относится к области исследования физико-механических свойств горных пород. Цель изобретения - повышен ие точности измерений в условиях помех. Устройство содержит приемник 1, усилитель 2, полосовой фильтр 3 и дискриминатор, включающий пороговый блок (ПБ) 4, счетчики (С) 5 и 6 с ограниченной емкостью, мультивибратор 7, формирователи (Ф) 8 и 9, ключ 10, С 11 количества сигналов. Принцип действия устройства основан на различии в форме между сигналами и помехами. Приемник 1 преобразует входные акустические сигналы в электрические , они усиливаются усилителем 2, фильтруются полосовым фильтром 3 и поступают на вход ПБ 4, который формирует фронт и амплитуду сигналов и при превышении порога срабатывания вьщает прямоугольные импульсы низкого уровня. Мультивибратор 7 и С 5 служат для разделения сигналов во времени и формирования признака наличия сигнала . При отсутствии сигналов С 5 заполнен и на его выходе - потенциал высокого уровня. При поступлении сигналов с ПБ 4 первый С 5 устанавливается в О. После окончания сигнала С 5 начинает считать импульсы мультивибратора 7. Если сигнал низкого уровня не поступает на обнуляющий вход С 5, на его выходе появляется потенциал высокого уровня и Ф8 выдает счетный шотульс на С 11 при открытом ключе 10, который управляется С 6 через Ф 9. Ключ 10 закрыт, если С 6 заполнен. Если во входном сигнале менее пяти периодов, импульс про-. ходит на С 11, если больше пяти периодов (помеха), то не проходит. 2 ил. (Л сд 0: СП а ю

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) А1 (51)4 Е 21 С 39/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1:- .л .., ъ, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4246310/23-03 (22) 21,05.87 (46) 07.02.89. Бюл ° .)1 - 5 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела (72) В.Г, Пущанский, А.С. Бляхман, В.M. Проскуряков, А.П. Скакун и И.А. Торгоев (53) 622-23(088 ° 8) (56) Техника контроля напряжений и деформаций в горных породах./Под ред.

В.В, Ржевского. Л.: Наука, 1978.

В.А. Смирнов ° Сейсмоакустические исследования горных ударов. — В кн ;

Геофизическое приборостроение. М., 1962. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТЕПЕНИ УДАРООПАСНОСТИ УЧАСТКОВ МАССИВА

ГОРНЫХ ПОРОД (57) Изобретение относится к области исследования физико-механических свойств горных пород. Цель изобретеI ния — повышение точности измерении в условиях помех. Устройство содержит приемник 1, усилитель 2, полосовой фильтр 3 и дискриминатор, включающий пороговый блок (ПБ) 4, счетчики (С)

5 и 6 с ограниченной емкостью, мультивибратор 7, формирователи (Ф) 8 и

9, ключ 10, С 11 количества сигналов.

Принцип действия устройства основан на различии в форме между сигналами и помехами. Приемник 1 преобразует входные акустические сигналы в электрические, они усиливаются усилителем

2, фильтруются полосовым фильтром 3 и поступают на вход ПБ 4, который формирует фронт и амплитуду сигналов и при превышении порога срабатывания выдает прямоугольные импульсы низкого уровня. Мультивибратор 7 и С 5 служат для разделения сигналов во времени и формирования признака наличия сигнала. При отсутствии сигналов С 5 заполнен и на его выходе — потенциал высокого уровня. При поступлении сигналов с ПБ 4 первый С 5 устанавливается в 0 . После окончания сигнала

С 5 начинает считать импульсы мультивибратора 7. Если сигнал низкого уровня не поступает на обнуляющий вход С 5, на его выходе появляется потенциал высокого уровня и Ф8 выдает счетный импульс на С 11 при открытом ключе 10, который управляется

С 6 через Ф 9. Ключ 10 закрыт, если

С 6 заполнен. Если во входном сигнале менее пяти периодов, импульс про-, ходит на С 11, если больше пяти пери-, одов (помеха), то не проходит. 2 ил.

1456562

Изобретение относится к области ,исследования физико-механических свойств горных пород и может быть использовано в горной промышленности при изучении динамических проявлений горного давления в шахтных условиях.

Целью изобретения является повышение точности измерений в условиях помех. 10

На фиг. 1 приведена принципиальная схема устройства; на фиг. 2 — диаграммы электрических величин в точках

0-М схемы.

Устройство (фиг. 1) содержит при- 15 емник 1 акустических или электромагнитных сигналов и последовательно соединенные усилитель 2, полосовой фильтр 3 и дискриминатор, включающий пороговый блок 4, первый счетчик 5 20 с ограниченной емкостью, обнуляющий вход которого связан с выходом порогового блока 4, и второй счетчик 6 с ограниченной емкостью, счетный вход которого связан с выходом порогового 25 блока 4, мультивибратор 7, частота колебаний которого равна произведению нижней граничной частоты полосового фильтра 3 на число ненулевых состояний первого счетчика 5 с огра- 30 ниченной емкостью,а выход мультивибратора 7 соединен со счетным входом первого счетчика 5 с ограниченной ем1 . костью, первый формирователь 8, вход которого соединен с выходом первого счетчика 5, второй формирователь 9, вход которого соединен с выходом первого счетчика 5, а выход — с обнуляющим входом второго счетчика 6, ключ

10, управляемый вход которого связан с выходом первого формирователя 8 управляющий вход — с выходом второго счетчика 6, а также счетчик 11 количества сигналов, соединенный с выходом ключа 10, который Является выхо- 45 дом дискриминатора.

Принцип действия устройства основан на различии в форме между полезными сигналами (акустическими или электромагнитными), возникающими при образовании трещин в горной породе, и сиг50 налами помехи, обусловленными технологическими операциями при ведении горных работ.

Полезные сигналы затухают значи55 тельно быстрее, чем сигналы помехи. . Это различие обусловлено тем, что время воздействия источников технологических помех, больше, чем время образования трещин в горной породе, а также тем, что конструкция наиболее распространенных источников технологических помех (электроводы, вагонетки, буровое оборудование) делает их склонным к резонансным явлениям.

Устройство работает следующим образом.

Приемник 1 преобразует входные сигналы в электрические, которые усиливаются усилителем 2, фильтруются полосовым фильтром 3 и поступают на вход порогового блока 4 (фиг. 2, диаграмма 4 ). Пороговый блок 4 формирует фронт и амплитуду сигналов и при .превышении своего порога срабатывания дает прямоугольные импульсы низкого уровня (фиг. 2, диаграмма Б ).

Мультивибратор. 7 и первый счетчик 5 с органической емкостью служат для разделения входных сигналов во времени и формирования признака наличия сигнала (низкий уровень). В момент времени t,, характеризующийся отсутствием сигналов, счетчик 5 полностью заполнен и на его выходе действует потенциал высокого уровня (фиг. 2, диаграмма о ). При поступлении сигна- лов низкого уровня с выхода порогового блока 4 счетчик 5 работает следующим образом. В момент поступления сигнала низкого уровня на вход обнуления счетчик 5 устанавливается в нулевое состояние (фиг. 2, t, диаграмма о) и удерживается в этом состоянии в течение всего времени воздействия сигнала низкого уровня. После окончания воздействия этого сигнала счетчик 5 начинает считать импульсы, формируемые мультивибратором 7. Частота этих импульсов равна произведению нижней частоты полосового фильтра на число ненулевых состояний счетчика 5. Если следующийсигнал низкого уровня поступает на обнуляющий вход счетчика 5 раньше, чем он успеет полностью заполниться (принять свое граничное состояние), на выходе счетчика 5 продолжает действовать потенциал низкого уровня.

Если сигнал низкого уровня не поступает на обнуляющий вход счетчика 5 в течение времени большего, чем произведение периода колебаний мультивибратора 7 на число ненулевых состояний счетчика 5 (период колебаний входных сигналов устройства, соответствующий нижней граничной

25 з

145656 частоте .полосового фильтра), на выходе счетчика 5 появляется потенциал высокого уровня (фиг. 2, t, диаграмма о ). Таким образом, признаком нали5 чия входного сигнала устройства является низкий уровень потенциала на выходе счетчика 5, а признаком окончания входного сигнала устройства служит изменение потенциала выхода счетчика 5 с низкого на высокий уровень (фиг. 2, диаграмма ь ). В момент

t формирователь 8 формирует счетный импульс (фиг. 2, диаграмма 2 ), который попадает на вход счетчика 11 15 количества сигналов, если ключ 10 открыт. Ключ 10 управляется счетчи-. ком 6. На вход обнуления счетчика

6 подается сигнал с выхода счетчика

5 через формирователь 9, который

20 срабатывает при изменении состояния выхода счетчика 5 с высокого на низкое (фиг. 2, диаграмма 4 ). Потенциал выхода счетчика 6 имеет высокий уровень только в том случае, если счетчик полностью заполнен (фиг. 2, диаграмма e ). В этом случае ключ 10 закрыт.

Таким образом, счетчик 6 устанавливается в ноль в момент поступления сигнала на вход устройства и затем считает;. количество периодов этого сигнала. Например, число ненулевых состояний счетчика 6 выбрано равным

5. Тогда, если во входном сигнале

35 устройства менее 5 периодов (полезный сигнал), в момент срабатывания формирователя 8 на управляющем входе ключа 10 действует потенциал низкого уровня (ключ 10 открыт)(фиг. 2, диаграмма e ), В этом случае счетный импульс проходит на вход счетчика 11

4 количества сигналов (фиг. 2, диаграмма ж ).

Если во входном сигнале пять и более периодов, в момент срабатывания формирователя 8 ключ 1О закрыт и счетный импульс с выхода формирователя

8 не проходит на вход счетчика 11 количества сигналов.

Формула изобретения

Устройство для определения степени удароопасности участков массива горных пород, включающее последовательно соединенные приемник сигналов, усилитель, полосовой фильтр и счетчик количества сигналов, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений в условиях помех, оно снабжено дискриминатором, содержащим пороговый блок, первый счетчик с ограниченной емкостью, обнуляющий вход которого связан с выходом порогового блока, второй счетчик с ограниченной емкостью, счетный вход которого связан с выхо" дом порогового блока мультивибратор, выход которого соединен со счетным входом первого счетчика с ограниченной емкостью, первый формирователь, вход которого соединен с выходом первого счетчика с ограниченной емкостью, второй формирователь, вход которого соединен с выходом первого счетчика с ограниченной емкостью, а выход — с обнуляющим входом второго счетчика с ограниченной емкостью, ключ, управляемый вход которого связан с выходом первого формирователя, управляющий вход связан с выходом второго счетчика с ограниченной емкостью, а выход со счетчиком количества сигнала.

1456562

tP//z 2

Составитель В. Петрушин

Редактор Л.Гратилло Техред М.Ходанич Корректор Г. Решетник

Заказ 7470/27 Тираж 449 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 1 3035, Москва, Ж-35 ° Раушская наб., д, 4/5

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