Устройство аварийной сигнализации
Союз Соввтсинк
Соарюалнстнчесини
Республик
ОП ИСАЙИ Е
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Е 21 С 35/24 с лрисоелииеииен заявки М(23 } Приоритет
1ЬеударатвсккМ квинтет
CCCP .
«в вавн взебретеккй к еткрмткв
Оиубликоваио 15.02 82 ° Ьюллетеиь 34 6
Дата оиубликовании описания 15 .02 .82 (53) УДК622.232. . 72 (088.8) С. Г.Комаров, В.Ç.Чарный, К.С.Подвысоцкий, В,.10. Рябов, Э.Н.Гадзалов, B.Ñ.Öâåòêîâ и А.КЯалашнев
Красноуральский медеплавильный комбинат Министерства цветной металлургии СССР, Штаб военизирова н 4x горноспасательных частей Урала Министерств цветной металлургии СССР и Научно-исследовательский и.проетстттетй ..
:институт медной промышленности "Унипромедьн Иинистерс ветной металл гии СССР (72) Авторы изобретения (71 } Заявители (54} УСТРОЙСТВО АВАРИЙНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ
Изобретение относится к горноспасательной технике и может использоваться для аварийной сигнализации на шахтах.
Известны устройства сигнализации, использующие пдачу с помощью радиопередатчиков кодовых и речевых сигналов непосредственно через горные массивы и прием прошедших через массив радиоволн автономными радиосигнализаторами обслуживающего персонала f1) .
Однако эта связь является ненадежной из-эа экранирующего воздействия земной поверхности, из-за зависимос,ти прохождения радиоволн от сложнос- .
Ф т5 ,ти горно-геологических условий, струк. туры и проводимости горных пород, большого количества радио- и электропомех, особенно от работающего электрооборудования.
Известно также устройство беспроводной аварийной сигнализации, содержащее установленный на гюверхности земли передатчик и установленные s горных выработках приемники-ретрансляторы, сигнализаторы и автономные радиосигнализаторы. Для повышения надежности в известном устройстве применено последовательное соедине" ние широкогюлосного усилителя, амплитудного ограничителя, узкополосного усилителя и амплитудного детектора 2 .
Однако для уверенной радиопередачи в нем необходима неоправданно боль-. шая нощность передатчика (несколько кВт), излишне протяженная антенна, которая ненадежна и часто выходит из строя в агрессивных условиях подземного производства, что ограничивает их применение в горном производстве.
Цель изобретения - повышение надежности и селективности аварийной си гнали зации .
Цель достигается тем, что устройство снабжено датчиками сейсмической геомагнитной и геоэлектрической на о
15 пряженносгl1, причем приемник-ретр знс—
J1RTop снабжен последовательно соединенными сумматором, анал :затором пауз, блоком общешахтной сигнализации и первым пороговым элементом, последовательно соединенными блоком аварийного контроля и вторым пороговым элементом, и последовательно соединенными блоком участковой сигнализации и третьим пороговым элементом, при этом выходы анализатора пауз соединены соответственно со входами блока аварийного контролл и блока участковой сигнализации„а выходы пороговых элементов соединены со входами радиопередатчика, причем датчики сейсмической, геомагнитной и геоэлектрической напряженности в виде программного электровзрывателя с регулируемой частотой и соединенных .с ним источником силовых ударов.
Программный электровзрыватель выполнен в виде источника тока, токовых ключей, электродетонаторов, схем И, кольцевого счетчика-формирователя импульсов, источника опорно-о напряжения, генератора тактовых импульсов, регулятора частоты и кнопки управления, причем источник тока через токовые ключи соединен с электродетонаторами,а управляющие входы токовых ключей соединены с выходами схем И, входы которых соединены с кнопкой управления и с выходами декад счетчика-формирователя импульсов, при этом вход счетчика-формирователя импульсов соединен с выходом схемы
И, входы которой соединены с кнопкой управления и с выходом генератора тактовых импульсов, а генератор тактовых импульсов соединен с регулятором частоты, причем источник опорного напряжения через кнопку управления соединен со счетчиком-формирователем импульсов.
Для обеспечения многократности действия источники силовых ударов выполнены в виде плотно запрессованных через скважины в рудное тело металлических баллонов-излучателей с заполняющей их жидкостью и проволочными электровзрывателями.
На фиг, 1 изображена технологическая схема и электрическая схема устройства аварийной сигнализации; на фиг. 2 дана структурная схема программного электровзрывателя.
Устройство .аварийной сигнализации состоит из программного электро2а
ЗО
46
4$
Ы взрыват еля 1, ис1 очника иловых уд 3 ров в виде, например, сориентированных ВВ или эпектрогидродинамических зарлдов 2 и участковых автономных приемников-ретрансляторов, расположен:- ых в наиболее опасных пс горному давлению или наиболее посещаемых персоналом участках.
Приемники-ретрансляторы, в свою очередь, включают расположенные в рудном теле, например, по трехточечной схеме приемные дат чи ки сейсмических
3, геомагнитных 4 и геоэлектрических
5 микроколебаний, а также приборный блок в составе входного узла отсекателя помех в виде фильтрующе-усилительного сумматора б, и анализатора низкочастотных пауз /, блоков участковой 8 и общешахтной 9 сигнализации, блока аварийного контроля состояния напряженности рудного массива 10, пороговых элементов выделения степени опасности сигнала 11, радиопередатчика модулированных высоких радиочастот 12, передающей антенны 13.
Дополнительно, станция включает источники автономного электропитания, автономные шахтные радиосигнализаторы с приемником 1ч и, например, свето звукоеым сигнализатором 15, а также общий участковый свето-звуковой сигнализатор 16.
Программный электровзрыватель 1, в свою очередь, включает (фиг. 2) источник тока 17, содиненные с ним и с электродетонаторами токовые ключи 18, логические элементы И последовательной подачи открывающих импульсов 19, кольцевой счетчик-формирователь импульсов 20, источник опорного напряжения 21, генератор тактовых импульсов 22, регулятор частоты взрывов 23 и кнопку 24.
Работа устройства аварийной си гналиэации осуществляется следующим образом.
В режиме аварийной сигнализации в момент появления опасности при вы" явлении ее степени общешахтного или локального участкового характера производится запуск ключом 18 програмного электровзрывателя 1 на соответствующую последовательность и частоту импульсов.
Это вызывает запрограммированные электрогидродинамические толчки, взрывы зарядов 2 или удары вибратора, в результате которых возникают в рудном теле сейсмические волны с соот4 8 ветствующими геома нитными II f еоэнек рическими микроколебаниями, что при— водит к рабатыванию соответствующих датчиков участковых станций.
Возникающие си гналы, например, одновременно с 3-х датчиков 3-5 поступают на входной фильтруюц е-усилительный сум 1тор 6, где освобождаются, пропорционально усиливаясь от единичных и высокочастотных помех.
Затем они распознаются с помощью подтверждающего их достоверность анализатора пауз 7, и передаются, пропорционально их частоте, в соответствуюцие блоки участковой 8 и общешахтной 9 сигнализации и далее в пороговые элементы определения степени опасности 11.
В результате, принятый датчиками, отфильтрованный, выделенный по час- 20 тоте, усиленный и проверенный по достоверности сигнал оценивается пороговыми элементами 11 по степени опасности возникшей обстановки,что обуславливает его выход на соответ- >5 ст вующий вход радиопередатчика высокой частоты 12. Тем самым в пространствоо горных выработок всей шахты или локального участка в зависимости от частоты сигнала уходит моду 30 лированный высокочастотный радиосигнал, несущий информацию о полной опасности или необходимости временной предупреждающей приостановки произ водст ва . 35!
15
1(аждая станция реагирует только на общешахтный и индивидуальный по ее частоте сигнал . Степень опасности может передаваться за счет, например, амплитудной модуляции сигналов путем регулирования силы взрывов или ударных колебаний, Наличие пороговои оценки сигнала дает возможноеTb принимать и случайно ослабевшие импульсы, выходящие за порог
Данный сигнал дублируется срабатыванием участковой свето-звуковой сигнализации 16, по ходу своего распространения улавливается автономными шахтерскими приемниками 14, что исчерпывает поставленную задачу.
При работе в режиме индикации состояния напряженности горных пород система аварийного контроля срабатывает автоматически при появлении на защищаемом участке, например, нарастающих шорохов в сейсмических микроударов, при наличии геомагнитных и геоэлектрических микроколеба50 ний общим спектром, например, 0,125 Гц.
Возникающие в результате появления неустойчивого состояния горных пород естественно микроколебания улавливаются теми же датчиками 3-5, но в сину своего более широкого сг.кт ра частот отделяются анализатором пауз 7 в соответствующ и бл к аварийного контроля 10.
В результате этот сигнал также оценивается пороговым элементом 11, что пропорционально степени возникающей.опасности, вызывает соответствующее срабатывание радиоретрансгятора на подачу предупреждающего или исполнительного при крайней опасности сигнала по горным выработкам.
Таким образом, создание в рудной массе физико-сейсмических микроколебаний дает возможность обеспечить помехоустойчивую надежную передачу любых аварийных и предупреждающих сигналов общешахтного и участкового характера . Одновременно, соответствующее приемное устройство осуществляет автоматическую индикацию всех естественных микроколебании параметров рудного тела, тем самым предупреж4 дает о степени опасности обстановки.
Система автоматически отделяет любые помехи и наводки .
Для этого работающий с датчиками входной отсекатель помех в составе фильтрующе-усилительного сумматора 6 и анализатора пауз 7 построен по схеме логического элемента и пропускает синхронные инфразвуковые сигналы всех датчиков„ отфильтровывая случайные или высокочастотные сигналы последних по отдельности, что обеспечивает надежность и помехоустойчивость аварийного контроля.
В данном случае учитывается то, что сейсмические, геомагнитные и геоэлектрические параметры рудного тела по частоте изменяются синхронно, а по их величине колеблются различно в зависимости, например, от характера рудного тела, его обводненности,общей электропроводности горной массы и т .д . В каждом конкретном случае работает в основном один из датчиков, а два остальных из трехточечной схемы имеют корректирующее помехозащищающее значение
9О5458 чу вст ви тел ьност и общего канала связи, что устраняет несрабатывание устройства, Устройство также позволяет осуществлять межучастковую сигнализацию, индикацию места нахождения пострадавших, дистанционное управление работой и разрушение труднодоступных горных объектов.
Например оперативная межучастковая сигнализация, определение места нахождения пострадавших могут производиться эа счет использования переносного программного электровзрывателя и накладных ВВ-зарядов в совокупности со стационарными участковыми приемниками-ретрансляторами для прослушивания и радиолокации подаваемых сигналов. Местонахождение, например, может задаваться эа счет 2о частоты взрывов, производимых пострадавшими и индивидуальных по частоте для каждого горного участка.
Внедрение устройства в подземйых условиях для аварийной сигнализации позволяет получит прежде всего социальный эффект, выражающийся в обеспечении полной безопасности горных подземных работ, в ускорении горноспасательных операций, в сокращении числа несчастных случаев. формула изобретения
1. Устройство аварийной сигна 1- щ зации, содержащее установленный на поверхности земли передатчик и установленные в горных выработках прием" ники-ретрансляторы с радиопередатчиками, сигнализаторы и автономные ао радиосигнализаторы, о т л и ч à e— щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и селективности сигнализации, снабжено датчиками сейсмической, геомагнитной и геоэлектричес- м кой напряженности, причем приемникретранслятор снабжен последовательно соединенными сумматором, анализатором пауз, блоком общешвхтной сигнализации, и первым пороговым элементом, о последовательно соединенными блоком аварийного контроля и вторым пороговым элементом, и последовательно соединенными блоком участковой сигнализации и третьим пороговым элементом, при этом выходы анализатора пауз соединены соответственно со входами блока аварийного контроля и блока участковой сигнализации, а выходы пороговых элементов соединены со входами радиопередатчика, причем датчики сейсмической, геомагнитной и геоэлектрической напряженности соединены со входами сумматора, а передатчик выполнен в виде программного электровзрывателя с регулируемой частотой и соединенных с ним источ ников силовых ударов.
2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, программный электровзрыватель выполнен s виде источника тока, токовых ключей, электроанализаторов, схем И, кольцевого счетчика-формирователя импульсов, источника опорного напряжения, генератора тактовых импульсов, регулятора частоты и кнопки управления, причем источник тока через токовые ключи соединены с электродетонаторачи, а управляющие входы токовых ключей соединены с выходами схем И, входы которых соединены с кнопкой управления и с выходами декад счетчика-формирователя импульсов, при этом вход счетчика-формирователя импульсов соединен с выходом схемы
И, входы которой соединены с кнопкой управления и с выходом генератора тактовых импульсов, а генератор тактовых импульсов, соединен с регулятором частоты, причем источник опорного напряжения через кнопку управления соединен со счетчиком-формирователем импульсов.
Ф
3. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения многократности действия, источники силовых ударов выполнены в виде плотно запрессованных через скважины е рудное тело металлических баллонов«излучателей с заполняющей их жидкостью и проволочными электровзрывателями .
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Патент СЮА И 3740448, кл . Н 04 8 5/00 (нки 179-82), опублик.
1973 °
2. Авторское свидетельство CCCP
Ю 578455, кл. E 21 C 35/24, 1977 (прототип) .
905458
Х аяектродт7оио/Мюром
Составитель А. Онищенко
Редактор С.Запесочный Техред М. Рейвес Корректор H. Швыдкая
Заказ 315/46 Тираж 623 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Х-35, Рауаская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
