Система динамического контроля отделения кровли выработки на основе волоконных решеток и способ предварительного оповещения

Настоящее изобретение относится к системе динамического контроля отделения кровли выработки на основе волоконных решеток и способу предварительного оповещения о нем, которое относится к области контроля безопасности при шахтных работах. В состав входят три части: наземная подсистема обработки данных и управления, подземная подсистема передачи данных и связи и подземная сенсорная подсистема сбора данных, при этом наземная подсистема обработки данных и управления расположена в помещении наземного центра управления и содержит наземный главный контролирующий компьютер, демодулятор сигнала от волоконной решетки и блок питания; подземная подсистема передачи данных и связи содержит передающее оптическое волокно для шахт и оптоволоконную соединительную коробку и подземная сенсорная подсистема сбора данных содержит по меньшей мере одно устройство контроля отделения кровли на основе волоконных решеток. Осуществляют непрерывное динамическое измерение отделения кровли по сети в режиме реального времени, получают условие изменения породы, окружающей выработку, и проверяют приемлемость параметров анкерной крепи. При превышении порога предварительного оповещения об отделении соответствующим образом может быть отправлен сигнал предварительного оповещения, так чтобы была возможность принятия своевременных мер и предотвращения обрушения кровли, что является очень важным для размера внешнего отделения кровли и стабильности выработки в зоне анкеровки. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Область техники

Настоящее изобретение относится к системе контроля отделения кровли выработки и способу предварительного оповещения о нем, в частности, к системе динамического контроля отделения кровли выработки на основе волоконных решеток и способу предварительного оповещения о нем.

Уровень техники

В ходе добычи в угольных шахтах вследствие напряжения окружающих пород выработки и воздействия на них сдвигающего внешнего усилия происходит отделение; в частности, наиболее легко отделение кровли может возникать в выработках, укрепленных анкерными болтами. Отделение кровли является одной из главных форм деформации и повреждения окружающих пород выработки. Когда отделение кровли выходит за определенные пределы, состояние кровли становится нестабильным, что может привести к серьезным авариям, таким как обрушение кровли, если не будут приняты своевременные меры по укреплению. Подобные аварии влияют непосредственно на персональную безопасность рабочих и нормальный процесс добычи в угольной шахте. Таким образом, для выработки, укрепленной анкерными болтами, отделение кровли должно контролироваться в режиме реального времени, чтобы узнавать о приемлемости параметров анкерной крепи, стабильности кровли и формировании трещин в вышележащей толще кровли выработки, для эффективного предотвращения возникновения аварий, обусловленных обрушением кровли, и обеспечения безопасного производства в угольной шахте.

В настоящее время большинство устройств контроля отделения кровли, обычно используемых в подземных зонах угольных шахт в Китае, представляют собой механические сигнализаторы отделения кровли выработки или сигнализаторы отделения кровли выработки, которые для подачи звуковых или визуальных аварийных сигналов используют электрические элементы. Существующие системы контроля отделения кровли включают системы динамического контроля кровли на основе стандарта Zigbee и CAN-шины для угольных шахт и системы контроля отделения кровли на основе стандарта M-BUS. Несмотря на то, что эти средства контроля имеют практические результаты в предотвращении обрушения кровли, им присущи следующие недостатки: все из устройств контроля зависят от периодического визуального наблюдения и измерения отделения кровли, что влечет за собой неудобство считывания показаний в подземных зонах и серьезные человеческие ошибки при считывании показаний по причине ограничений, связанных с условиями в подземной выработке и интенсивностью освещения; система контроля применяет микрокомпьютер, выполненный на одной микросхеме, в качестве контроллера, который обладает низкой точностью измерения, низкой сопротивляемостью электромагнитным помехам, высокой чувствительностью к влиянию окружающей среды, узким диапазоном измерения, низкой надежностью и низкой эффективностью динамического и непрерывного контроля отделения кровли выработки; кроме того, указанная система не может обеспечивать предварительные оповещения о возникновении отделения кровли, и это сильно отражается на безопасности и надежности выработки и горных работ.

Сущность изобретения

Техническая задача. С целью преодоления указанных недостатков, известных из уровня техники, настоящее изобретение, чтобы удовлетворять требованиям безопасности и эффективного производства в подземных зонах в угольных шахтах, предусматривает систему динамического контроля отделения кровли выработки на основе волоконных решеток, которая по существу является безопасной, имеет высокую сопротивляемость электромагнитным помехам, низкую чувствительность к влиянию окружающей среды, высокую надежность, высокую точность измерения, может обеспечивать предварительные оповещения и своевременные аварийные сигналы на основании данных об отделении кровли, и может выполнять автоматический контроль и непрерывный динамический контроль по сети в режиме реального времени, а также способ предварительного оповещения об отделении кровли выработки.

Техническое решение. Для достижения вышеописанной цели настоящее изобретение применяет следующее техническое решение: система динамического контроля отделения кровли выработки на основе волоконных решеток, содержащая наземную подсистему обработки данных и управления, подземную подсистему передачи данных и связи и подземную сенсорную подсистему сбора данных, при этом наземная подсистема обработки данных и управления расположена в помещении наземного центра управления и содержит наземный главный контролирующий компьютер, демодулятор сигнала от волоконной решетки и блок питания, обеспечивающий подачу номинальной мощности наземному главному контролирующему компьютеру и демодулятору сигнала от волоконной решетки; подземная подсистема передачи данных и связи содержит передающее оптическое волокно для шахт и оптоволоконные соединительные коробки, при этом на передающем оптическом волокне для шахт установлен ряд последовательно соединенных оптоволоконных соединительных коробок; подземная сенсорная подсистема сбора данных содержит по меньшей мере одно устройство контроля отделения кровли на основе волоконных решеток, которое подключено через оптоволоконный вывод к оптоволоконной соединительной коробке; устройства контроля отделения кровли на основе волоконных решеток в подземной сенсорной подсистеме сбора данных подключены через соответствующие оптоволоконные выводы и оптоволоконные соединительные коробки к передающему оптическому волокну для шахт, при этом передающее оптическое волокно для шахт подключено к демодулятору сигнала от волоконной решетки, расположенному в помещении наземного центра управления, и демодулятор сигнала от волоконной решетки подключен к наземному главному контролирующему компьютеру; таким образом, образована система дистанционного динамического контроля отделения кровли выработки, в которой наземная часть и подземная часть системы контроля взаимодействуют друг с другом.

Взаимодействие между наземной частью и подземной частью системы контроля может быть следующим: устройства контроля отделения кровли на основе волоконных решеток в подземной сенсорной подсистеме сбора данных передают полученные данные с информацией о длине волны при отделении кровли через оптоволоконные выводы и оптоволоконные соединительные коробки в передающее оптическое волокно для шахт, и затем указанные данные передаются через передающее оптическое волокно для шахт с применением способа проводной связи в демодулятор сигнала от волоконной решетки, расположенный в помещении наземного центра управления; демодулятор сигнала от волоконной решетки демодулирует данные с информацией о длине волны в цифровые сигнальные данные и затем передает цифровые данные с помощью способа связи по сетевому кабелю в наземный главный контролирующий компьютер; наземный главный контролирующий компьютер выполняет последующую обработку данных и своевременно возвращает данные в подземную зону; таким образом, реализуется взаимодействие между наземной частью и подземной частью.

Наземный главный контролирующий компьютер содержит встроенное программное обеспечение для анализа и обработки данных при отделении кровли.

Устройство контроля отделения кровли на основе волоконных решеток может быть установлено и может выполнять контроль путем выполнения следующих этапов:

a) установка оптоволоконной соединительной коробки на любой стороне выработки и бурение отверстия глубиной 6-8 м с помощью бурового долота диаметром 35-40 мм в кровле выработки вблизи болта крепления кровли;

b) обеспечение малоглубинной точки измерения и глубинной точки измерения внутри отверстия, при этом малоглубинная точка измерения расположена в месте, которое находится на той же высоте, что и верхний конец болта крепления кровли, тогда как глубинная точка измерения расположена в стабильной породе на верхнем конце отверстия;

c) проталкивание глубинного анкера в глубинную точку измерения с помощью стержня для крепления с прорезью на одном конце, проталкивание малоглубинного анкера в малоглубинную точку измерения и незначительное натяжение стального троса, чтобы убедиться в том, что анкер закреплен в горной породе;

d) подключение оптоволоконного вывода, выходящего в выработку, к оптоволоконной соединительной коробке после установки, чтобы устройство контроля отделения кровли на основе волоконных решеток могло обнаруживать изменение смещения при отделении кровли.

Способ предварительного оповещения, который использует систему динамического контроля отделения кровли на основе волоконных решеток, описанную выше, включает следующие этапы:

a) во-первых, применение блока питания для подачи питания наземному главному контролирующему компьютеру и демодулятору сигнала от волоконной решетки и предварительного нагрева демодулятора сигнала от волоконной решетки в течение трех минут, чтобы демодулятор сигнала от волоконной решетки вошел в состояние готовности;

b) во-вторых, задание IP адреса таким образом, чтобы наземный главный контролирующий компьютер и демодулятор сигнала от волоконной решетки работали в одном домене адресов и могли безошибочно передавать данные друг другу;

c) в-третьих, начальная настройка системы на задание постоянного порога предварительного оповещения для данных смещения при отделении кровли и запись исходных данных смещения при отделении кровли;

d) в-четвертых, сбор данных смещения при отделении кровли в режиме реального времени с помощью устройств контроля отделения кровли на основе волоконных решеток и определение того, был ли достигнут уровень предварительного оповещения, путем автоматического сравнения данных смещения, полученных в режиме реального времени, с заданным постоянным порогом предварительного оповещения;

e) в конечном итоге, если предварительное оповещение не происходит, это указывает на то, что смещение при отделении находится в пределах контролируемого диапазона стабильности кровли; если возникает какое-либо оповещение, происходят регистрация и сохранение времени оповещения, величины смещения при отделении и положения отделения кровли и одновременное принятие эффективных мер безопасности для предотвращения обрушения кровли и обеспечения безопасности производства в угольной шахте.

Преимущества. В соответствии с описанным выше техническим решением после проходки выработки окружающая порода может деформироваться, что приводит к отделению малоглубинного пласта породы от глубинного пласта породы и осадке кровли. Две точки измерения расположены в отверстии кровли: малоглубинная точка измерения и глубинная точка измерения, при этом малоглубинная точка измерения расположена в месте, которое находится на той же высоте, что и верхний конец болта крепления кровли, тогда как глубинная точка измерения расположена в стабильной глубинной окружающей породе; в каждой точке измерения в пласте породы кровли расположен и закреплен анкер. В настоящем изобретении отделение кровли выработки, укрепленной анкерной крепью, измеряется косвенным способом. При возникновении отделения кровли анкер устройства контроля отделения кровли на основе волоконных решеток будет одновременно перемещаться с пластом породы кровли, и следовательно волоконная решетка в устройстве контроля отделения кровли на основе волоконных решеток растянется, и центральная длина волны волоконной решетки изменится, при этом сигнал, содержащий величину длины волны, демодулируют в цифровой сигнал с помощью оптоволоконного демодулятора и передают в наземный главный контролирующий компьютер для динамического отображения изменения данных об отделении кровли в режиме реального времени и выдачи предварительного оповещения в случае превышения данными смещения при отделении заданного порога предварительного оповещения, чтобы своевременно могли быть приняты соответствующие эффективные меры по предотвращению обрушения кровли вследствие утраты стабильности. Применение данного способа является крайне важным для измерения величины отделения кровли внутри и снаружи области крепления в выработке, укрепленной анкерными болтами, оценки эффективности укрепления болтами и уровня безопасности выработки и избегания возникновения случайных повреждений.

По сравнению с аналогами настоящее изобретение имеет следующие преимущества.

1. Волоконная решетка характеризуется высокой чувствительностью и может измерять очень слабые изменения смещения при отделении.

2. Устройство контроля отделения кровли на основе волоконных решеток использует способ на основе сердцевинных волоконных решеток, при этом волоконная решетка характеризуется присущей ей безопасностью и может функционировать пассивно, обеспечивать удобный и гибкий прямой сбор данных в подземной зоне, и характеризуется высокой стойкостью к электромагнитным помехам; кроме того, передача сигнала по оптическому волокну поддерживает большие расстояния передачи, имеет высокую надежность и поддерживает широкий диапазон измерений.

3. Настоящее изобретение осуществляет автоматический контроль и непрерывное динамическое измерение отделения кровли по сети в режиме реального времени, при этом величина смещения при отделении кровли может быть вычислена, исходя из изменения длины волны волоконной решетки.

4. Настоящее изобретение может своевременно получать информацию о деформации окружающей породы выработки и проверять приемлемость параметров анкерной крепи. Как только система обнаружит, что деформация окружающей породы вышла за пределы порога предварительного оповещения, она может безошибочно и удобным образом выдавать сигнал предварительного оповещения, так что соответствующие меры могут быть приняты своевременно, и изначальные параметры крепи могут быть скорректированы, чтобы обеспечить безопасное производство в угольной шахте и дать указания для проектирования и сооружения укрепления выработки.

5. Система может автоматически сохранять данные контроля отделения и поддерживать анализ и изучение данных контроля смещения при отделении при одинаковых условиях окружающей породы, чтобы исследовать закономерности деформации породы кровли и обеспечить основу для безопасного сооружения и проектирования выработок со сложными и изменяющимися условиями окружающей породы.

Описание графических материалов

На фиг. 1 изображена структурная схема общей компоновки системы контроля в соответствии с настоящим изобретением;

на фиг. 2 изображена схема установки устройства контроля отделения кровли на основе волоконных решеток в соответствии с настоящим изобретением;

на фиг. 3 изображена схема точек расположения устройств контроля отделения кровли на основе волоконных решеток по всей выработке в соответствии с настоящим изобретением.

Позиции на графических изображениях: 1 - наземная подсистема обработки данных и управления; 2 - подземная подсистема передачи данных и связи; 3 - подземная сенсорная подсистема сбора данных; 4 - наземный главный контролирующий компьютер; 5 - демодулятор сигнала от волоконной решетки; 6 - блок питания; 7 - передающее оптическое волокно для шахт; 8 - оптоволоконная соединительная коробка; 9 – оптоволоконный вывод; 10 - устройство контроля отделения кровли на основе волоконных решеток; 11 - помещение наземного центра управления; 12 - выработка; 13 - болт крепления кровли; 14 - отверстие; 15 - малоглубинная точка измерения; 16 - глубинная точка измерения; 17 - малоглубинный анкер; 18 - глубинный анкер; 19 - стальной трос; 20 - действующий забой; 21 - выработанный участок; 22 - выработка для оттока воздуха; 23 - выработка для притока воздуха.

Варианты осуществления

Далее настоящее изобретение будет подробно описано со ссылкой на прилагаемые графические материалы.

Пример 1. На фиг. 1 изображена система динамического контроля отделения кровли выработки на основе волоконных решеток, содержащая наземную подсистему 1 обработки данных и управления, подземную подсистему 2 передачи данных и связи и подземную сенсорную подсистему 3 сбора данных, при этом наземная подсистема 1 обработки данных и управления расположена в помещении 11 наземного центра управления и содержит наземный главный контролирующий компьютер 4, демодулятор 5 сигнала от волоконной решетки и блок 6 питания, обеспечивающий подачу номинальной мощности наземному главному контролирующему компьютеру 4 и демодулятору 5 сигнала от волоконной решетки; подземная подсистема 2 передачи данных и связи содержит передающее оптическое волокно 7 для шахт и оптоволоконные соединительные коробки 8, при этом на передающем оптическом волокне для шахт установлен ряд последовательно соединенных оптоволоконных соединительных коробок 8; подземная сенсорная подсистема 3 сбора данных содержит по меньшей мере одно устройство 10 контроля отделения кровли на основе волоконных решеток, и устройство 10 контроля отделения кровли на основе волоконных решеток подключено к оптоволоконной соединительной коробке 8 через оптоволоконный вывод 9.

Взаимодействие между наземной частью и подземной частью системы контроля следующее: устройства 10 контроля отделения кровли на основе волоконных решеток в подземной сенсорной подсистеме 3 сбора данных подключены к передающему оптическому волокну 7 для шахт через соответствующие оптоволоконные выводы 9 и оптоволоконные соединительные коробки 8 и передают собранные в ходе контроля отделения кровли данные с информацией о длине волны в передающее оптическое волокно 7 для шахт; передающее оптическое волокно 7 для шахт подключено к демодулятору 5 сигнала от волоконной решетки, расположенному в помещении 11 наземного центра управления, и передающее оптическое волокно 7 для шахт передает данные с помощью способа связи по сетевому кабелю в демодулятор 5 сигнала от волоконной решетки в помещении 11 наземного центра управления; демодулятор 5 сигнала от волоконной решетки подключен к наземному главному контролирующему компьютеру 4, и демодулятор 5 сигнала от волоконной решетки демодулирует данные с информацией о длине волны в цифровые сигнальные данные и затем передает цифровые сигнальные данные с помощью способа связи по сетевому кабелю в наземный главный контролирующий компьютер 4; наземный главный контролирующий компьютер 4 выполняет последующую обработку данных и своевременно возвращает обработанные данные в подземную зону; таким образом, реализуется взаимодействие между наземной частью и подземной частью, и образуется система дистанционного динамического контроля отделения кровли выработки, в которой наземная часть и подземная часть взаимодействуют друг с другом.

На фиг. 2 изображена схема установки устройства контроля отделения кровли на основе волоконных решеток. Устройство контроля отделения кровли на основе волоконных решеток может быть установлено и может выполнять контроль путем выполнения следующих этапов:

a) установка оптоволоконных соединительных коробок 8 по обе стороны выработки 12 и бурение отверстия 14 на предварительно заданную глубину с помощью бурового долота диаметром 35-40 мм в кровле выработки 12 вблизи болта 13 крепления кровли;

b) обеспечение малоглубинной точки 15 измерения и глубинной точки 16 измерения внутри отверстия 14, при этом малоглубинная точка 15 измерения расположена в месте, которое находится на той же высоте, что и верхний конец болта 13 крепления кровли, тогда как глубинная точка 16 измерения расположена в стабильной породе на верхнем конце отверстия 14;

c) проталкивание глубинного анкера 18 в глубинную точку 16 измерения с помощью стержня для крепления с прорезью на одном конце, проталкивание малоглубинного анкера 17 в малоглубинную точку 15 измерения и натяжение стального троса 19, чтобы убедиться в том, что анкер закреплен в горной породе;

d) подключение оптоволоконного вывода 9, выходящего в выработку 12, к оптоволоконной соединительной коробке 8 после установки, чтобы устройство контроля отделения кровли на основе волоконных решеток могло обнаруживать изменение смещения при отделении кровли.

На фиг. 3 изображена схема точек расположения устройств контроля отделения кровли на основе волоконных решеток по всей выработке. В выработке 22 для оттока воздуха и выработке 23 для притока воздуха на расстоянии 120 м от верхнего конца и нижнего конца действующего забоя 20 на расстоянии 50 м расположены точки измерения, и устройства контроля отделения кровли на основе волоконных решеток расположены в точках измерения и соединены посредством оптоволоконных соединительных коробок и передающего оптического волокна для шахт в последовательности, образующей сеть контроля, так что смещение при отделении кровли в разных положениях относительно угольных стен действующего забоя в выработке может динамически контролироваться и регистрироваться в режиме реального времени, и может анализироваться изменение давления на опору для обеспечения безопасности и стабильности выработки, укрепленной анкерной крепью.

Процесс обработки данных и способ предварительного оповещения включают следующие этапы:

a) во-первых, применение блока питания для подачи питания наземному главному контролирующему компьютеру и демодулятору сигнала от волоконной решетки и нагрева демодулятора сигнала от волоконной решетки в течение трех минут, чтобы демодулятор сигнала от волоконной решетки вошел в состояние готовности;

b) во-вторых, задание IP адреса таким образом, чтобы наземный главный контролирующий компьютер и демодулятор сигнала от волоконной решетки работали в одном домене адресов и могли безошибочно передавать данные друг другу;

c) в-третьих, начальная настройка системы на задание постоянного порога предварительного оповещения для данных смещения при отделении кровли и запись исходных данных смещения при отделении кровли;

d) в-четвертых, сбор данных смещения при отделении кровли с помощью устройств контроля отделения кровли на основе волоконных решеток и определение того, достигнут ли уровень предварительного оповещения, путем автоматического сравнения данных смещения, полученных в режиме реального времени, с заданным постоянным порогом предварительного оповещения;

e) в конечном итоге, если предварительное оповещение не происходит, это указывает на то, что смещение при отделении находится в пределах контролируемого диапазона стабильности кровли; если возникает какое-либо предварительное оповещение, происходят регистрация и сохранение времени предварительного оповещения, величины смещения при отделении и положения отделения кровли и одновременное принятие эффективных мер безопасности для предотвращения обрушения кровли и обеспечения безопасности производства в угольной шахте.

Согласно вышеописанным вариантам осуществления настоящее изобретение предусматривает систему динамического контроля отделения кровли выработки на основе волоконных решеток и способ предварительного оповещения о нем, при этом система осуществляет автоматический контроль и непрерывное динамическое измерение отделения кровли по сети в режиме реального времени; система применяет волоконные решетки, которые характеризуются высокой чувствительностью, присущей ей безопасностью, поддерживают прямой сбор данных в подземной зоне, характеризуется высокой стойкостью к электромагнитным помехам; система применяет оптические волокна для передачи сигнала, которая поддерживает большие расстояния передачи, имеет высокую надежность и поддерживает широкий диапазон измерений; система и способ могут применяться для своевременного получения информации о деформации окружающей породы выработки и проверки того, являются ли приемлемыми параметры анкерной крепи, как только система обнаружит, что деформация окружающей породы вышла за пределы порога предварительного оповещения, она может безошибочно и удобным образом выдавать сигнал предварительного оповещения, так что соответствующие меры могут быть приняты своевременно, и изначальные параметры крепи могут быть скорректированы, способ предварительного оповещения является безошибочным и удобным; данные контроля отделения могут сохраняться автоматически, так что анализ и изучение данных контроля смещения при отделении могут выполняться при одинаковых условиях окружающей породы, с тем чтобы исследовать закономерности деформации окружающей породы кровли и обеспечить основу для безопасного сооружения и проектирования выработок со сложными и изменяющимися условиями окружающей породы, система и способ, предусмотренные настоящим изобретением, являются важными для обеспечения безопасности сооружения и стабильности выработок, укрепленных анкерной крепью.

1. Система динамического контроля отделения кровли выработки на основе волоконных решеток, содержащая наземную подсистему обработки данных и управления, подземную подсистему передачи данных и связи и подземную сенсорную подсистему сбора данных, при этом наземная подсистема обработки данных и управления расположена в помещении наземного центра управления и содержит наземный главный контролирующий компьютер, демодулятор сигнала от волоконной решетки и блок питания, обеспечивающий номинальную мощность наземному главному контролирующему компьютеру и демодулятору сигнала от волоконной решетки; при этом подземная подсистема передачи данных и связи содержит передающее оптическое волокно для шахт и оптоволоконные соединительные коробки, при этом на передающем оптическом волокне для шахт установлен ряд последовательно соединенных оптоволоконных соединительных коробок; при этом подземная сенсорная подсистема сбора данных содержит по меньшей мере одно устройство контроля отделения кровли на основе волоконных решеток, которое подключено через оптоволоконный вывод к оптоволоконной соединительной коробке; при этом устройства контроля отделения кровли на основе волоконных решеток в подземной сенсорной подсистеме сбора данных подключены через соответствующие оптоволоконные выводы и оптоволоконные соединительные коробки к передающему оптическому волокну для шахт, при этом передающее оптическое волокно для шахт подключено к демодулятору сигнала от волоконной решетки, расположенному в помещении наземного центра управления, и демодулятор сигнала от волоконной решетки подключен к наземному главному контролирующему компьютеру; таким образом, образована система дистанционного динамического контроля отделения кровли выработки, в которой наземная часть и подземная часть системы контроля взаимодействуют друг с другом.

2. Система динамического контроля отделения кровли на основе волоконных решеток по п. 1, в которой наземный главный контролирующий компьютер содержит встроенное программное обеспечение для анализа и обработки данных при отделении кровли.

3. Способ предварительного оповещения, в котором применяют систему динамического контроля отделения кровли на основе волоконных решеток по п. 1, включающий предварительное оповещение, установку и способы контроля, при этом способ предварительного оповещения включает следующие этапы:

a) во-первых, применение блока питания для подачи питания наземному главному контролирующему компьютеру и демодулятору сигнала от волоконной решетки и нагрева демодулятора сигнала от волоконной решетки в течение трех минут, чтобы демодулятор сигнала от волоконной решетки вошел в состояние готовности;

b) во-вторых, задание IP адреса таким образом, чтобы наземный главный контролирующий компьютер и демодулятор сигнала от волоконной решетки работали в одном домене адресов и могли безошибочно передавать данные друг другу;

c) в-третьих, начальная настройка системы на задание постоянного порога предварительного оповещения для данных смещения при отделении кровли и запись исходных данных смещения при отделении кровли;

d) в-четвертых, сбор данных смещения при отделении кровли с помощью устройств контроля отделения кровли на основе волоконных решеток и определение того, достигнут ли уровень предварительного оповещения, путем автоматического сравнения данных смещения, полученных в режиме реального времени, с заданным постоянным порогом оповещения;

e) в конечном итоге, если предварительное оповещение не происходит, это указывает на то, что смещение при отделении находится в пределах контролируемого диапазона стабильности кровли; если возникает какое-либо предварительное оповещение, происходят регистрация и сохранение времени предварительного оповещения, величины смещения при отделении и положения отделения кровли и одновременное принятие эффективных мер безопасности для предотвращения обрушения кровли и обеспечения безопасности производства в угольной шахте;

по отношению к способам установки и контроля устройство контроля отделения кровли на основе волоконных решеток может быть установлено и может выполнять контроль следующим образом:

a) установка оптоволоконных соединительных коробок по обе стороны выработки и бурение отверстия предварительно заданной глубины с помощью бурового долота диаметром 35-40 мм в кровле выработки вблизи болта крепления кровли;

b) обеспечение малоглубинной точки измерения и глубинной точки измерения внутри отверстия, при этом малоглубинная точка измерения расположена в месте, которое находится на той же высоте, что и верхний конец болта крепления кровли, тогда как глубинная точка измерения расположена в стабильной породе на верхнем конце отверстия;

c) проталкивание глубинного анкера в глубинную точку измерения с помощью стержня для крепления с прорезью на одном конце, проталкивание малоглубинного анкера в малоглубинную точку измерения и натяжение стального троса, чтобы убедиться в том, что анкер закреплен в горной породе;

d) подключение оптоволоконного вывода, выходящего в выработку, к оптоволоконной соединительной коробке после установки, чтобы устройство контроля отделения кровли на основе волоконных решеток могло обнаруживать изменение смещения при отделении кровли.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройству для мониторинга и способу мониторинга отдельного слоя кровли в горной разработке на основе волоконной решетки. Технический результат заключается в повышении безопасности за счет более высокой эффективности мониторинга и точности измерений.

Комплексная система текущего контроля для обеспечения безопасности в подземных угольных шахтах с использованием выполненных на основе решетки волоконно-оптических датчиков, содержащая надземную часть и подземную часть.

Изобретение относится к области термометрии и может быть использовано для измерения температуры для выработанного пространства действующего забоя при добыче угля в угольной шахте.

Изобретение относится к технике безопасности на предприятиях, а именно к автоматическим средствам измерения концентрации газов. Техническим результатом является повышение эффективности контроля параметров атмосферы за счет увеличения количества измеряемых значений и снижения их погрешности.

Изобретение относится к области коммуникации и связи и может быть использовано в автоматизированных системах управления и мониторинга, в частности для мониторинга и определения местоположения оборудования и сотрудников, передачи данных, голоса и промышленных параметров в реальном времени с оконечного оборудования.

Изобретение относится к способу и схеме обнаружения и минимизации метановой опасности в районе очистной лавы. Техническим результатом является повышение эффективности обнаружения и минимизации метановой опасности в районе очистной лавы шахты.

Изобретение относится к системе и способу определения местоположения в подземных горных разработках. Система содержит блок управления, соединенный с машиной, по меньшей мере, два удаленных друг от друга, связанных с блоком управления приемных модуля и идентификационный модуль, предназначенный для ношения шахтером.

Изобретение относится к средствам безопасности при ведении подземных горных работ, а именно к устройствам мобильной малогабаритной многоканальной системы аэрогазового контроля атмосферы шахт.

Изобретение относится к способу и инженерной системе выемки руды из длинного очистного забоя, имеющей устройство для определения местоположения людей и/или передвижных машин в шахтовых полостях с использованием RFID-технологии с множеством базовых станций 20, которые распределены вдоль шахтовой полости, подлежащей мониторингу, и имеют передатчик и предпочтительно приемник; с по меньшей мере одним RFID-транспондером, связанным с человеком или машиной, местоположение которого необходимо установить, содержащим идентификационные данные и который может быть активирован с использованием базовой станции и может быть считан бесконтактным способом с использованием базовой станции.

Изобретение относится к устройству и способу наблюдения для подземной выработки. Техническим результатом является обеспечение компактности и низкой степени загрязнения.

Изобретение относится к управляемому освещению области для среды горных разработок. Техническим результатом является управление свойствами источников света, такими как цвет, яркость, статус, структура, положение, для передачи разных сообщений или информации персоналу. Система содержит по меньшей мере один светодиод, расположенный на нижней стороне крепи свода, и контроллер, выполненный с возможностью приема информации статуса для горношахтного оборудования, работающего в среде горных разработок и передачи информации по меньшей мере в один светодиод и изменения по меньшей мере одного первого режима работы светодиода на второй режим работы на основе принятой информации статуса, в котором в первом режиме работы по меньшей мере один светодиод обеспечивает освещение области, и во втором режиме работы по меньшей мере один светодиод передает информацию персоналу, расположенному в среде горных разработок, причем во втором режиме работы контроллер управляет миганием по меньшей мере одного светодиода для указания направления от места с обнаруженным условием. 2 н. и 19 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к средствам безопасности при ведении подземных горных работ, а именно к устройствам контроля температуры объектов внутри шахт. Предложена система сканирующего теплового контроля, включающая как минимум один тепловой регистратор, блок первичной обработки данных, блок передачи данных, антенну, сеть передачи данных, головной компьютеризированный обрабатывающий центр. При этом в качестве теплового регистратора применен бесконтактный тепловой регистратор, установленный на внутришахтном подвижном транспортном средстве так, что место установки позволяет ему иметь необходимый угол обзора для мониторинга заданных зон. Система дополнительно содержит модуль определения местоположения с фиксацией его абсолютной координаты с заданной точностью. Итоговая картина распределения температуры поверхностей объектов внутри шахтного ствола формируется в узле обработки информации на основе совместного анализа данных о температуре и координат, полученных от модуля определения своего местоположения. Имеется возможность наблюдения, сбора статистических данных и анализа изменения этой картины во времени, а также выдачи в автоматическом режиме сигнала о соответствии величины данных изменений заданному пороговому уровню для конкретных зон/объектов в шахте. Технический результат - повышение технологичности и надежности определения картины внутришахтного распределения температуры в привязке к конкретным координатам, технологичность создания системы. 8 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к способам с использованием двойной метки для определения местоположения движущихся объектов в шахте. Достигаемый технический результат – повышение точности определения местоположения движущегося объекта в шахте. Указанный результат достигается за счет того, что высокоточный способ определения местоположения с использованием двойной метки включает в себя способ определения местоположения движущегося объекта первого типа в шахте и способ определения местоположения движущегося объекта второго типа в шахте; способ включает в себя этапы, на которых: осуществляют установку двух меток определения местоположения по горизонтали или по вертикали на движущемся объекте и выполняют их с возможностью осуществления связи с двумя базовыми станциями определения местоположения, установленными вдоль потолка выработки, и получают местоположение движущегося объекта в реальном времени с помощью построения функции оптимизации между расстоянием, определенным по показателю уровня принимаемого сигнала, и расчетным расстоянием между меткой и базовой станцией определения местоположения и поиска минимального значения; решают функцию оптимизации с помощью итерационного процесса, включающего этап определения начального итерационного значения и шага итерации в левом/правом направлении. Способ применим для определения местоположения объектов с профилем в виде полосы, параллельным плоскости выработки (например, шахтная тележка или врубовая машина), или объектов с профилем в виде полосы, перпендикулярным плоскости выработки (например, рабочий). 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для проветривания уклонных блоков на месторождениях высоковязкой нефти и природного битума, подземная добыча которых производится шахтным способом с использованием тепловых методов воздействия на пласт. Технический результат заключается в снижении энергозатрат на проветривание уклонного блока за счет регулирования объема воздуха, необходимого для подачи в нефтешахту, в зависимости от присутствия/отсутствия горнорабочих в буровой галерее и воздушном тамбуре. Система проветривания уклонного блока нефтешахты включает поверхностный вентилятор и дефлектор, размещенный на вентиляционной скважине нефтешахты, микроконтроллерный блок, связанный с датчиками температуры и давления воздуха или с плотномерами, а также с датчиками расхода воздуха, размещенными в воздухоподающей и воздуховыдающей выработках уклонного блока, вентилятор местного проветривания с блоком управления, расположенный в воздухоподающей выработке, а также воздушный тамбур в воздуховыдающей выработке. В буровой галерее и воздушном тамбуре установлен прибор контроля присутствия/отсутствия горнорабочих, перед воздушным тамбуром в устье вентиляционной скважины размещен запорный элемент с блоком его управления, поверхностный вентилятор снабжен блоком управления. При этом блоки управления вентилятором местного проветривания, запорным элементом, поверхностным вентилятором, а также прибор контроля присутствия/отсутствия горнорабочих связаны с МКБ, который выполнен с возможностью обработки сигналов, поступающих с указанных блоков, указанных датчиков и прибора контроля присутствия/отсутствия горнорабочих, выдачи управляющих сигналов на изменение режимов работы запорного элемента, а также с возможностью управления вентилятором местного проветривания, поверхностным вентилятором и главной вентиляторной установкой в зависимости от наличия/отсутствия в буровой галереи и в воздушном тамбуре горнорабочих. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Настоящее изобретение относится к системе динамического контроля отделения кровли выработки на основе волоконных решеток и способу предварительного оповещения о нем, которое относится к области контроля безопасности при шахтных работах. В состав входят три части: наземная подсистема обработки данных и управления, подземная подсистема передачи данных и связи и подземная сенсорная подсистема сбора данных, при этом наземная подсистема обработки данных и управления расположена в помещении наземного центра управления и содержит наземный главный контролирующий компьютер, демодулятор сигнала от волоконной решетки и блок питания; подземная подсистема передачи данных и связи содержит передающее оптическое волокно для шахт и оптоволоконную соединительную коробку и подземная сенсорная подсистема сбора данных содержит по меньшей мере одно устройство контроля отделения кровли на основе волоконных решеток. Осуществляют непрерывное динамическое измерение отделения кровли по сети в режиме реального времени, получают условие изменения породы, окружающей выработку, и проверяют приемлемость параметров анкерной крепи. При превышении порога предварительного оповещения об отделении соответствующим образом может быть отправлен сигнал предварительного оповещения, так чтобы была возможность принятия своевременных мер и предотвращения обрушения кровли, что является очень важным для размера внешнего отделения кровли и стабильности выработки в зоне анкеровки. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Наверх