Способ автоматического обнаружения внезапных выбросов в горных выработках и устройство для его осуществления

(51) 4 Е 02 Г 5 00 0 ф(М К; "-,) с) Щ; ос ди М С Ь) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Государственный проектно-конструкторский и научно-исследовательский институт по автоматизации угольной промышленности сс Гипроугл еа втом атиза ци я(54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО ОБНАРУЖЕНИЯ ВНЕЗАПНЫХ ВЫБРОСОВВ ГОРНЫХ ВЫРАБОТКАХ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к горной иром-тии позволяет повысить достоверность обнаружения внезапных выбросов путем осуществления селекции распространяющихся по атмосфере горных выработок (ГВ) волн сжатия по направлению их распространения,Для этого выбирают предположительные направления появления волн-помех в ГВ. Затемраздельно измеряют параметры волн сжатия(ВС), приходящих с различных направлений по ГВ. Г 1 ри первоочередном обнаружении волн-помех блокируют формирование сигнала обнаружения с предположительного направления появления ВС от внезапных выбросов на время прохода волной-помехой чувствительности элемента (ЧЭ), сигнализирующей о выбросе измерительной цепи. Устр-во для осуществления способа содержит сигнализацию цепи с элементами 2 задания пороговых уставок и ЧЭ 1 для измерения параметоов ВС, блок 4 включения сигнализации и блоки 3 управления по числу сигнализирующих о выбросе цепей. Блокирующая цепь снабжена дополнительным ЧЭ 5. Каждый блок 3 содержит тиристорный оптрон 7, реле 10 времени, йС-цепочку и три диода. При равенстве сигнала с ЧЭ 1 с эталонным в блоке 2 формируется сигнал обнаружения внезапного выброса. Он открывает тиристор 12 блока 4. Срабатывает сигнализирующий элемент 14. При прохождении сигнала с ЧЭ 5 сигнал с ЧЭ 1 бу ет заблокирован с помощью блока 3, 2 с 1 з.п. ф-лы, 3 ил.Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано приавтоматизации процессов, обеспечиваюшихбезопасность ведения горных работ в выбросоопасных условиях.Целью изобретения является повышениедостоверности обнаружения внезапных выбросов путем осуществления селекции распространяющихся по атмосфере горных выработок волн сжатия по направлению ихраспространения.Согласно предлагаемому способу выбирают предположительные направления появления волн-помех в горных выработках, затем осуществляют раздельное измерение параметров волн сжатия, приходящих с различных направлений по горным выработкам.При первоочередном обнаружении волн-помех блокируют формирование сигнала обнаружения с предположительного направленияпоявления волн сжатия от внезапных выбросов на время прохода волной-помехой чувствительного элемента, сигнализируюи 1 ей овыбросе измерительной цепи.На фиг. 1 и 2 приведены функциональная и принципиальная схемы устройства, реализующего предлагаемый способ;на фиг. 3 - функциональная схема устройства для осуществления предлагаемогоспособа с чувствительным элементом, в качестве которого использован электромагнитный микрофон двухстороннего действия.Устройство включает устанавливаемые впредположительных направлениях появления волн сжатия от внезапных выбросовчувствительные элементы 1 (например, типаэлектромагнитных микрофонов) сигнализирующих о выбросе цепей измерения параметров волн сжатия, содержащих блоки 2пороговых уставок, блок 3 управления иблок 4 включения сигнализации, устанавливаемый в предположительном направлениипоявления волн-помех чувствительный элемент 5 блокирующей измерительной цепи,один вывод которого соединен со светодиодом 6 тиристорного оптрона, фототиристор 7 которого коммутирует одновременнодве цепи: шунтирующую цепь, включающую чувствительный элемент 1 и конденсатор 8 с шунтирующим его сопротивлением 9,и цепь задержки отключения шунтирующейцепи, содержащую реле 10 времени, имеющее замыкающий с выдержкой при замыкании контакт 11. Фототиристор 7, конденсатор 8 с сопротивлением 9 и реле 10 сконтактом 11 образуют блок,3 управления.Блок 4 включения сигнализации содержиткоммутирующий цепь сигнализации тиристор 12, подключающий к источнику 13 сигнализирующее устройство 14, и выключатель 15 сигнализации,Со второго вывода чувствительного элемента 5 блокирующей измерительной цеписигнал поступает на блок 16 пороговых уставок, выход которого подключен к светодиоду 6 тиристорного оптрона 7. При использовании в качестве чувствительного элемента микрофона двухстороннего действия для разделения сигналов, возбуждаемых в чувствительном элементе волнами сжатия, приходящими из противоположных направлений, устройство снабжено блоком 17 разделения сигналов (БРС) по полярности (фиг. 3).Селекцию волн сжатия по направлениюих распространения осуществляют предлагае мым устройством следующим образом,Выбирают предположительные направления появления в горных выработках волн сжатия от внезапных выбросов и волн-помех. Устанавливают в этих направлениях соответственно чувствительные элементы 1, сигнализирующие о выбросе, и чувствительные элементы 5, блокирующие сигнализацию измерительных цепей устройства обнаружения, При воздействии волны сжатия на чувствительный элемент 1, установлен О ный в предположительном направлении появления волн сжатия от внезапных выбросов, на выходе чувствительного элемента формируется сигнал, которьй, распространяясь по сигнализирующей о выбросе измерительной цепи, сравнивается с эталоном в блоке 2 уставок. В том случае, когда величина измеряемого параметра сигнала сравнивается с эталонным значением на выходе блока 2 формируется сигнал обнарукения внезапного выброса, который открывает тиристор 12 блока 4 включения сигнализации. В результате этого по цепи сигнализации протекает ток и срабатывает сигнализирующее устройство 14. После оповещения о выбросе сигнализация может быть отключена при помощи выключателя 15. Если первоначально на чувствительный элемент 5 воздействует волна сжатия (волна- помеха), то на выходе, чувствительного элемента 5 формируется сигнал, который, распространяясь по блокирующей сигнализацию измерительной цепи, сравнивается с эта лонным значением измеряемого параметрасигнала в блоке 16 уставок. На выходе блока 16 формируется сигнал, которыи, проходя через светодиод 6, возбуждает импульсное из лучение светового потока. Этот световой поток, попадая на фототиристор 7 оптрона, 45 открывает его, замыкач при этом две цепи;шунтирующую цепь и цепь задержки отключения шунтирующей цепи, В том случае, если в этот период волна-помеха дойдет до чувствительного элемента 1 сигнализируюнего о выбросе измерительной цепи, то воз бужденный чувствительным элементом 1 импульс тока пройдет по шунтирующей цепи (так как в этой цепи наименьшее сопротивление) и зарядит конденсатор 8, который в дальнейшем разрядится на сопротивление 9. Замыкание фототиристором 7 це.пи задержки отключения шунтирующей цепи, соединенной с источником 13 питания, приводит к срабатыванию реле О, замыкающий контакт 11 которого через уста 1350270новленное время выдержки замыкается. Замыкание контакта 11 осуществляет отключение фототиристора 7, что приводит к разрыву шунтирующей цепи и цепи задержки отключения шунтирующей цепи. Время выдержки перед замыканием контакта 11 зависит от расстояния между чувствительными элементами 1 и 5, скорости распространения волны-помехи и ее параметров. Например, при расстоянии между чувствительными элементами 1 м и скорости волны-помехи, равной скорости звука в атмосфере, время выдержки перед замыканием контакта 11 должно составлять величину порядка 3 мс. 5 1 О 15 20 Селекцию волн сжатия устройством, оснащенным микрофоном двухстороннего действия, производят аналогичным образом. Устанавливают микрофон в вырабтке, например подготовительной, выбрав предположительные направления появления волн сжатия от внезапных выбросов и волн-помех, Подключают микрофон через блок 17 разделения сигналов по их полярности и сигнализирующей о выбросе и блокирующей сигнализацию цепям измерения. При появлении волны сжатия с предположительного направления возникновения внезапного выброса микрофон формирует сигнал определенной полярности, который блок 17 разделения сигналов направляет по сигнализирующей о выбросе измерительной цепи. Если на микрофон воздействует волна сжатия, пришедшая с предположительного направления появления волн-помех, то микрофон формирует сигнал противоположной полярности, который блок 17 разделения сигналов направляет по блокирующей сигнализацию цепи измерения. Для такой конструкции устройства обнаружения время задержки на замыкание контакта 11 выбирают экспериментально, исходя из параметров колебательной системы конкретного микрофона и параметров измерительных целей. Так, для микрофона ДЭМШ - 1 А с частотой собственных колебаний ао - 3 кГц время задержки равно времени установления 25 30 35 40 45 50 55 выходного сигнала 1 ут - 1 0,002 с = = 2 мс.Предлагаемый способ и устройство позволяют сократить число необоснованных отключений электроэнергии и выдачи ложных сигналов обнаружения внезапных выбросов во столько разсколько выбрано предположительных направлений появления волн- помех (при одинаковом числе появлений волн-помех с выбранных для обнаружения направлений), что существенно повышает достоверность обнаружения внезапных выбросов в горных выработках. Так, для тупиковой выработки число ложных сигналов обнаружения может быть сокращено в 2 раза, а при установке устройства (фиг. 1) на 1/3. Использование предлагаемых решений на практике приводит к тому, что на некоторое время (на время задержки отключения шунтирую щей цепи в устройстве) устройство будет отключено от сигнализации, т.е. в течение периода задержки устройство не среагирует на возможную волну сжатия от внезапного выброса. Однако этот период задержки настолько мал, что вероятность его совпадения с моментом прихода волны сжатия от внезапного выброса к месту установки чувствительного элемента, сигнализирующей о выбросе цепи, также очень мало. Но даже и этот незначительный недостаток при необходимости может быть легко устранен путем размещения двух аналогичных устройств в горной выработке с таким расстоянием между ними, которое волна-помеха будет проходить за время, превышающее период задержки первого из среагировавших на волну-помеху устройств, Таким образом, может быть обеспечена непрерывная селекция волн сжатия в атмосфере в выбранном месте горной выработки.Формула изобретения1. Способ автоматического обнаружения внезапных выбросов в горных выработках, включающий измерения параметров распространяющихся по атмосфере горных выработок волн сжатия, сравнения их с эталоном и формирование сигнала обнаружения, отличающийся тем, что, с цвлью повышения достоверности обнаружения внезап ных выбросов, осуществляют селекцию распространяющихся по атмосфере горных выработок волн сжатия по направлению их распространения, причем выбирают предположительные направления появления волн сжатия от внезапных выбросов и появления волн сжатия от помех в горных выработках, осуществляют раздельное измерение параметров волн сжатия, приходящих с различных направлений, и при первоочередном появлении сигнала обнаружения волны сжатия с предположительного направления помехи блокируют сигнал обнаружения с предположительного направления появления волн сжатия от внезапных выбросов на время прохода волной от помехи чувствительного элемента, воспринимающего волну сжатия от выброса,2. Устройство для автоматического обнаружения внезапных выбросов в горныхвыработках, содержащее сигнализирующую о выбросе и блокирующую сигнализацию цепи с элементами задания пороговых уставок и чувствительным элементом для измерения параметров волны сжатия, блок включения сигнализации, источник питания, отличающееся тем, что блокирующая сигнализацию цепь снабжена дополнительным чувствительным элементом, а в него введены блоки управления по числу сигнализируюших о выбросе целей, каждый из которых содержит тиристорный оптрон, реле вре1350270 РыраГолю нокирующая ыглиза/ию г/ельгЕОеьЮя Фиг. 1 юнаогеха Составитель Г. Нунупар Техред И. Верес Тираж 607 нного комитета СССР по делам иМосква, Ж, Раушская набиграфическое предприятие, г. Ужг Редактор Г. ВолковаЗаказ 5061/29ВНИИПИ Государстве13035,Производственно-пол Корректор М. ШарошиПодписноеобретений и открытийд. 4/5род, мл. Проектная, 4 мени, КС-цепочку и три диода, причем катод тиристора тиристорного оптрона и его управляющий электрод соответственно через первый диод и резистор объединены и соединены с минусовым выводом блока источника питания, к которому через КС-цепочку подключен один из выводов чувствительного элемента сигнализирующей о выбросе цепи, другой вывод которого через резистор и второй диод подключен к аноду тиристора тиристорного оптрона, к которому также подключен один из выводов реле времени, второй вывод которого через третий диод соединен с плюсовым выводом источника питания анод фотодиода тиристорного оптрона через первый элемент задания пороговь 1 х уставок соединен с одним из выводов чувствительного элемента блокирующей сигнализацию цепи, второй вывод которого через фотодиоды тиристорных оптронов других блоков управления соединен с катодом фотодиода тнристорного оптрона, один из выводов чувствительного элемента сигнализирующей о выбросе цепи соединен с первым входом блока включения сигнализации, а второй вывод через второй элемент задания пороговых уставок соединен со вторым входом блока включения сигнализации. 3. Устройство по п. 2, содержащее сигнализирующую о внезапном выбросе и блокирующую сигнализацию цепи с элементами задания пороговых уставок и чувствительным элементом для измерения параметров волны сжатия, блок управления и блок включения сигнализации, отличающееся тем, что в качестве чувствительного элемента для измерения параметров волны сжатия использован электромагнитный микрофон двухстороннего действия с блоком разделения сигналов по полярности.