Устройство автоматического контроля выбросоопасности пласта при его выемке

 

Изобретение относится к технике безопасности в горной промышленности. Цель - повышение точности контроля выбросоопасности пласта (ВП) путем определения т-ры темных пятен (ТП) на термопортрете груди забоя и индикации превышения площадей ТП над заданным значением. Для этого устройство содержит генератор 1 импульсов, счетчик 2, блок 3 индикации и регистрации, блоки 4 и 5 деления, блок 6 умножения и последовательно соединенные генератор 7 кадровых импульсов и пироконную камеру 8, наводимую на свежеобнаженную поверхность груди забоя. Дополнительно устройство снабжено задатчиками порога сегментации 9, т-ры 10, 11 и порога сегмантации 9, т-ры 10, 11 и порога 12, инверторами 13, 14, сумматорами 15-20, цифровым 21 и аналоговым 22 компараторами (К), АЦП 23, блоком 24 деления, генератором 25 строчных импульсов, блоком 26 синхронизации, элементами "И" 27, 28. Для визуального контроля степени ВП по ТП на портрете устройство имеет инвертор 29 и последовательно соединенные ограничитель 30, многоканальный аналоговый коммутатор 31 и видеоконтрольное устройство 32. Текущий видеосигнал с камеры 8 сравнивается в К 22 с опорным от задатчика 9 и выдает на выходе сигнал, соответствующий каждому элементу на портрете лишь по поступлении на его синхронизирующий вход стробирующего синхроимпульса с генератора 1. Видеосигнал преобразуется АЦП 23 в цифровой код с частотой генератора 1 и выдает код о яркости каждого элемента термопортрета. Блок 3 одновременно индицирует значение т-ры и степень превышения площади S ТП над установленным порогом S<SB POS="POST">N</SB>, а счетчик 2 накапливает импульсы с выхода К 22. Если S*98S<SB POS="POST">N</SB>, то блок 3 отмечает лишь т-ру Т<SB POS="POST">с</SB> ТП. Если S*98S<SB POS="POST">N</SB>, то блок 3 одновременно с Т<SB POS="POST">с</SB> регистрирует и излишне большую площадь ТП, что свидетельствует о повышенной ВП. 1 ил.

СОЮЗ СОНЕТСНИХ социллистичесних

РЕСПУБЛИК

Щ)5 Е 21 F 5/00 Г iI."t 1, 31 ()pg(p gag И3()БРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСЙОММ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЭОБРНЬНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ П(НТ СССР (21) 4455633/24-03 (22). 05. 07. 88 (46) 23. 04. 90. Вюл. Р 15 (71) Институт горного дела им. A.À.Ñêî÷èíñêîãî (72):А.N.Àëåêñàíäðîâ, И.Л.Гейхман, А.М.Онищенко, В.М.Дорин и В.П.Авдеев (53) 62 1.3 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Б 9?2142, кл. Е 21 У 5/00, 1980.

Авторское свипетельство СССР

У 1314121, кл. E 21 F 5/00, 1985. (54) УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ ВЫБРОСООПАСНОСТИ ПЛАСТА ПРИ E10 ВЫЕМКЕ (57) Изобретение относится к технике безопасности в горной прок-сти. Цель— повышение точности контроля выбросоопасности пласта (ВП) путем определения т-ры темных пятен (ТП) на термопортрете груди забоя и индикации превышения площадей ТП над заданным значением. Для этого устр-во содержит генератор 1 импульсов, счетчик 2, блок 3 индикации и регистрации, бло1

ÄÄSUÄÄ 3559265 А 1

2 ки 4 и 5 деления, блок 6 умножения и последовательно соединенные генератор 7 кадровых импульсов и пироконную камеру 8, наводимую на свежеобнаженную поверхность груди забоя. Дополнительно устр-во снабжено задатчиками порога сегментации 9, т-ры 10, 11 и порога 12, инверторами 13, 14, сумматорами 15-20, цифровым 21 и аналоговым 22 компараторами (К), АЦП 23, блоком 24 деления, генератором 25 строчных импульсов, блоком 26 синхро— низации, элементами И 27, 28. Для визуального контроля степени ВП по ТП на портрете устр-во имеет инвертор

29 и последовательно соединенные ограничитель 30, многоканальный аналоговый коммутатор 31 и видеоконтрольное устр-во 32. Текущий видеосигнал с камеры 8 сравнивается в К 22 с опорным от задатчика 9 и выдает на выходе сигнал, соответствующий каждому элементу на портрете лишь по поступлении на его синхронизирующий вход стробирующего синхроимпульса с генератора 1. Видеосигнал преобразу1559205 ется АЦП 23 в цифровой код с частотой генератора 1 и выдает код о яркости каждого элемента термопортрета. Блок

3 одновременно индицирует значение т-ры и степень превышения площади S

ТП над установленным порогом Ба, а счетчик 2 накапливает импульсы с выИзобретение относится к технике безопасности в горной промышленности, 1 а именно к устройствам контроля выбросоопасности угольных пластов непосредственно при выемке угля очистными машинами, и может быть использовано в опасных по внезапным выбросам угольных шахтах для обеспечения безопасности труда шахтеров и увеличения производительности выемочных . машин за счет исключения ложных тревог из-эа несовершенства существующих средств контроля выбросоопасности угольных пластов.

Целью изобретения является повы. шение точносги контроля путем определения температуры темных пятен на термопортрете груди забоя и индикации превышения площадей темных пятен над заданным значением.

На чертеже приведена функциональная схема устройства.

Устройство содержит генератор 1

35 импульсов, счетчик 2, блок 3 индикации и регистрации (БИР), два блока

4 и 5 деления, блок 6 умножения и последовательно соединенные генератор 40

7 кадровых импульсов и пироконную камеру 8.

Устройство снабжено четырьмя задатчиками порога сегментации 9, температуры 10 и 11, порога 12, а также первым „

13 и B îðüì 14 инверторами, первым

15, вторым 16, третьим 17, четвертьп

18, пятым 19 и шестым 20 сумматорами, цифровым компаратором 21, аналоговым компаратором 22, аналого-цифро.,вым преобразователем 23 (АЦП), треьS0 им блоком 24 деления, генератором 25 строчных импульсов и блоком 26 синхронизации, к первому и второму выходам которого подключены первые входы первого 27 и второго 28 элементов И.

Вторые входы элементов И 27 и 28 соединены с выходом АЦП 23, а выхохода I(22. Если S < S то блок 3 отмечает лишь т-ру Тс ТП. Если S 5 S то блок 3 одновременно с Т регистриI

С рует и излишне большую площадь ТП, что свидетельствует о повышенной ВП.

1 ды — с входами первого и второго сумматоров 15 - и 16, выходы которых соединены с входами первого и второго блоков 4 и 5 деления. Входы блока

26 синхронизации соединены с выходами генераторов 1, 7 и 25. Выход генератора 1 импульсов соединен также с синхронизирующими входами пироконной камеры 8, аналогового компаратора 22 и АЦП 23, .вход которого соединен с входом аналогового компаратора 22 и выходом пироконной камеры 8. Третий выход блока 26 синхронизации соединен с синхровходом счетчика 2, вход которого соединен с выходом аналогового компаратора 22, а выход — с первым входом цифрового компаратора 21, второй вход которого соединен с выходом задатчика 12 порога. Задатчик 9 порога сегментации соединен с вторыми входами аналогового компаратора

22 и четвертого сумматора 18. Выход первого блока 4 деления через первый инвертор 13 соединен с первыми входа-. ми третьего и четвертого сумматоров

17 и 18. Выход второго блока 5 деления сбединен с вторым входом третьего сумматора 17. Выход первого задатчика 10 температуры соединен с входом второго инвертора 14 и с вторым входом шестого сумматора 20. Выход второго задатчика 11 температуры и выход второго инвертора 14 соединены с входами пятого сумматора 19. Выходы третьего и четвертого сумматоров 17 и 18 соединены с входами третьего блока

24 деления. Выходы последнего и пя того сумматора 19 соединены с входами блока 6 умножения,. выход которого соединен с первым входом шестого сумматора 20. Выходы последнего и цифрового компаратора 21 соединены с вхо-дами БИР 3.

Для осуществления визуального контроля степени выбросоопасности пласта по темным пятнам на термопортрете

6 импульсов на выходе генератора 1 равна частоте считывания сигнала с элеустройство снабжена третьим инверта ром 29 и цепью из последовательно со единенных ограничителя 30, многоканального аналогового коммутатора 31 и видеокантрольнога устройства 32 (ВКУ). Вход ограничителя 30 и второй вход многоканального амплитуцнаго коммутатора 31 соединены с выходом пироканной камеры Я..Вход третьего инвертора 29 и третий вход многоканального аналогового коммутатора 31 соединен с выходом аналогового кампаратора 22. Четвертый вход коммутатора 31 соединен с выходом третьего инвертора 29.

Устройство работает следующим образом.

Аналоговый коипаратор 22 служит для сравнения текущего видеосигнала с пироконной камеры 8 с опорным сигналом от задатчика 9 порога сегментации и выдает на своем выходе сигнал лишь по поступлению на синхронизирующий вход компаратора 22 стробирующего синхроимпульса с выхода генератора 1 испульсов, т.е. компаратор 22 выдает на выходе сигнал сравнейия, соответствующий .каждому элементу на термапартрете. АЦП 23 служит для преобразования аналогового видеосигнала с выхода камеры 8 в цифровой код с частотой генератора 1 импульсов, т.е. выдает код а яркости каждого элемента термопортрета. БИР 3 служит для одновременной индикации значения температуры Т и степени нревьппения площади 8 темных пятен над установленным порогом S Суммирующий счетчик

2 служит для накопления импульсов с выхода компаратора 22.

Пироконная камера 8 наводится на свежеобнаженную поверхность груди забоя. В поле зрения камеры на поверхности груди. забоя закрепляется термотест так, чтобы он занимал верхнюю часть кадра (термопортрет) не более тридцати строк. С выхода камеры 8 видеосигнал поступает на аналоговый вход компаратора 22, на второй вход которого поступает сигнал с задатчика

9 порога. сегментации. Уровень сигнала на выходе задатчика 9 задает порог сегментации, т.е. определяет уровень, вьппе которого контролируется площадь (число элементов) холодного пятна на груди забоя. Стробируемый вход аналогового компаратора 22 подключен к выходу генератора f импульсов. Частота ментов термапортрета, поэтому на стробируемый вход компаратора ?2 с генератора 1 импульсов подается импульс нри получении видеосигнала с каждого очередного элемента термопартрета.

В приходом очередного импульса на выходе компаратора 22 формируется сигнал логической единицы, если сигнал с выхода камеры 8 меньше сп нала с выхода задатчика 9. В противном случае на вьгладе компаратара 22 формируется нулевой сигнал . Последовательность сигналов логической единицы с выхода кампаратора 2": падается на счетчик 2, где накапливается число элементов с температурой (на груди

20 забоя) ниже заданной сигналам с задатчика 9. 3TQ чиы.-а элементов (сигнал на выходе счетчика 2) в цифровом компаратаре 21 сравнивается с заданным числам элементов (сигнал на выходе эадатчика 12 порога). Если число .лементов (площадь темных пятен S) превьппает заданное число элементов (заданная площадь Б .1, та ла выходе камнаратора 21 формируется силн"=n a превышении площади выбросаопаснай зоны

S над заданной (пороговой) площадью

S .

Аналоговый вход АЦП 23 подключен к выходу камеры 8, а его синхровход — к выходу генератора 1. ЛЦП 23

35 осуществляет преобразование аналогового сигнала с выхода камеры 8 в цифровой код с частотой импульсов с генератора 1. ПараллельньпЪ кад с выхода АЦП 23 поступает на вторые входы элементов И 27 и 28, на первые вхо" ды которых пастунан т разрешающие сигналы с блока 26 синхронизац-п .

Последний на .первом выходе на элементе И 28 формирует импульсы "Разрешен ние 1, которые разрешают проходить кодам элементов термапортрета с АЦП . 3, которые соответствуют второй температуре Т термотеста (обычно делается 16 отсчетов па полю). На втором выходе блока 26 синхронизации формируется последовательность импульсов (обычна 16), синхронных со считыванием элементов терматеста с температурой Т, На третьем выходе блока 26 синхронизации формируется последовательность элементных синхрсимпульсав„ которые поступают на синхровхад счетчика 2 и разрешают суммирование эле1559205 ментов по полю термоизображения начиная с тридцатой строки термопортрета до конца кадра. Поэтому в первом сумматоре 15 накапливается сумма кодов (обьггно шестнадцати), пропорциональная температуре Т . Зта сумма в первом блоке 4 деления делится на число произведенных отсчетов (обычно шестнадцать делится на число), и на выходе блока 4 формируется сигнал, соответствуюш гй температуре Т . В процессе считьгвания элементов термопортрета а второй части термотеста с температурой Т2 во втором сумматоре 16 накапливается сумма кодов (обычно шестнадцати отсчетов), пропорциональная температуре Т . Зта сумма во втором блоке 5 делится на число произведенных отсчетов, и на выходе блока 5 формируется сигнал„ соответствующий температуре Т2 ° Сигнал 1, с выхода первого блока 4 инвертируется блоком

13 в сигнал — 1„, который подается на первый вход третьего сумматора 17, 25 на первый вход которого с второго блока 5 подается сигнал U<. На выходе третьего сумматора 17 формируется с-irH«m %2- U„) . С задатчика 9 порога сегментации сигнал порога сегмента- 30 ции U подается на второй вход четвертого сумматора 18, на первый вход которого с инвертора 13 поступает сигнал -П . На выходе четвертого сумматора 18 формируется сигнал (U+-П,), поступающий на второй вход третьего блока 24 деления, на первый вход которого с третьего сумматора 17 пода.ется сигнал (U -0,). На выходе третьего блока 24 деления формируется сиг- 40 (uu,) нал ††- . †вЂ, На первый вход пятого (u2-U,? .. сумматора -19 с задатчика 11 подается сигнал, соответствующий температуре

Т второй части термотеста. С задат- 45 чика 10 подается сигнал, соответствующий температуре Т1 первой части термотеста, который инвертором 14 пре- образуется в сигнал -Т,. Б пятом сумматоре 19 из входных сигналов Т2 и 5п

Т, формируется сигнал (Т2-Т,). Сиг(о с — U .1 налы -(- 1 с выхода блока 24 деБ2 01), ления и !(T2-Т„) с выхода пятого сумматора 19 перемножаются блоком 6 умножения, на выходе которого формиру(U -U ) ется сигнал — — — - - - - (Т вЂ” Т ) . (U U„

Этот сигнал вместе с сигналом Т„, поступает на входы шестого сумматора

20, на выходе которого формируется сигнал Т + — - . (Т вЂ” Т ) . (Uc — U ) (U = U ) 2, Сигнал Т + «(Т вЂ” Т,) (Ц с — Ц)

2 численно равен температуре сигментации (задаваемой сигналом П на выходе задатчика 9),характеризует температуру Те холодных пятен на термопортрете груди забоя и с вьгхода шестого сумматора 20 подается на БИР 3, где регистрируется в ниде температур холодных пятен.. Если S < Я„, то блок 3 отличает лишь температуру холодных пятен Т, если 8 > Б, то блок 3 одновременно с температурой Т регистрирует и излишне большую площадь холодных пятен, что свидетельствует о повышенной выбросоопасности пласта, когда необходимо прекратить процесс проходки или добычи и провести меро" приятия по дегазации пласта.

Осуществление визуального контроля степени выбросоопасности пласта по темным пятнам на термопортрете.

Сигнал на выходе ограничителя 30 образуется из видеосигнапа с выхода камеры 8 путем его усиления и ограничения сверху на уровень белого, так что этот сигнал приводит к появлению белого на экране ВКУ 32. С выхода инвертора 29 сигнал поступает на четвертый вход коммутатора 31, на другой управляющий вход которого подается неинвертированный сигнал с выхода компаратора. 22; На второй ана" логовый вход коммутатора 31 поступает аналоговый сигнал с видеовыхода камеры 8, а на первый аналоговый входс выхода ограничителя 30. Когда текущее значение видеосигнала на выходе камеры 8 превысит сигнал с задатчика

9, то на выходе компаратора 22 появляется сигнал логической. единицы, под действием которого на управляющих входах коммутатора 31 появляется комбинация 1 -0 (ноль на выходе инвертора 29). Этой комбинацией комму" татор 31 переключает на свой выход сигнал с выхода ограничителя 30, и на экране ВКУ 32 формируется уровень белого (зона фона на груди забоя).

Если сигнал на выходе камеры 8 по

t 559205 и генераторов кадровых и строчных импульсов, выход генератора соединен также с синхроннзирующими входами пироконной камеры, аналогового комnapaòîðà и аналого-цифрового т-реабразователя, вход которого соединен с входом аналогового кампаратора и выходом пироконнай камеры, третий выход блока синхронизации соединен

Составитель И.Назаркина

Редактор О.Юрковецкая Техред Л.Сердюкова

Корректор В.Кабаций

Заказ 831 Тираж 379 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открьггпям при ГЕНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101 уровню меньше сигнала на выходе задатчика 9, то на выходе компаратора 22 формируется логический ноль, под действием которого на управляющих входах коммутатора 31 появляется комбинация

0-1 (единица на выходе инвертора 29).

Этой комбинацией коммутатор 31 переключает на свой выход сигнал с выхода камеры 8, и на экране ВКУ 32 формируется темное пятно (темное пятно на груди забоя). Все это позволяет .конкретно выделить на экране ВКУ 32 темное пятно на груди забоя.

Формула изобретения

Устройство автоматического контроля выбрасоопасности пласта при его выемке, содержащее генератор импульсов, счетчик, блок индикации и регист->0 рации, два блока деления, блок. умно-, жения и последовательно соединенные генератор кадровых импульсов и пиро— конную камеру, о т.л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения точности контроля путем определения температуры темных пятен на термопортрете груди забоя, оно снабжено четырьмя задатчиками, двумя инверторами, шестью сумматорами, цифровым и анала- 30 говым компараторами, аналого-цифровым преобразователем, третьим блоком деления, генератором строчных импульсов и блоком синхронизации, к первому и второму выходам которого подключены первые входы первого и второго элементов И, вторые входы которых соединены с выходом аналого-цифрового преобразователя, а выходы соединены с входами первого и второго суммато- 40 ров, причем входы блока синхронизации соединены с выходами генератора с синхровходом счетчика, вход которого соединен с выходом аналогового компаратора, а выход соединен с первым входом цифрового компаратора, второй вход которого соединен с выходом задатчика порога, "-адатчик порога сег— ментации соединен с вторым входом аналогового компаратора и с вторым входам четвертого сумматора, выходы пер— ваго и второго сумматоров соединены с входами первого и второго блоков деления, вьгход первого блока деления через первый инвертор соединен с пер . выми входами третьего и четвертого сумматоров, выход второго блока деления соединен с вторым входом третьего сумматора, выход первого задатчика температуры соединен с входом вто- . рого инвертора и с вторым входом шестого сумматора, выход второго задатчика температуры и выход второго инвертора соединены с входами пятoro сумматора, выходы третьего и четвертого сумматоров соединены с входами третьего блока деления, выходы третьего блока деления и пятага сумматора соединены с входами блока умножения, выход которого соединен с первым входом шестого сумматора. выход шестого сумматора и цифрового компаратора соединены с входами блока индикации и регистрации.