Способ автоматической газовой защиты угольных шахт и устройство для его осуществления

(19) (И) 9/О ПИСАНИ ЬСТВУ СЕИД Н ДВТОРСк Бюл. Ф ровский осударс ледоват и работ инст Маке инст т ры 54) СПО АЩИТЫ У ДЛЯ ЕГО 57) Изо ром-ти ивность орно эфФекных ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) Авторское свидетельство ССС)1 717372, кл, Е 21 Е 9/00, 197.Карпов Е.Ф., Биренберг И.Э.,Басовский Б.И. Автоматическая газащита и контроль рудничной атмоМ.: Недра, 1984, с.120-.127. ОБ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ГАЗОЛЬНЫХ ШАХТ И УСТРОЙССУЩЕСТВЛЕНИЯретение относится к гпозволяет повыситьгазовой защиты уголь ЕТЕНИЯ шахт за счет замедленного отключенияпри неопасных и быстрого отключенияшахтного оборудования (ШО) при опасных концентрациях метана (КМ), Дляэтого непрерывно измеряют КМ с получением соответствующего измерительного сигнала (ИС). Задают два порогасигнала и сравнивают их с ИС. Послепревышения ИС первого порога с выдержкой времени отключают ШО. После превьппения ИС второго порога ШО отключа. -ют мгновенно. Дополнительно определяют величину превышения ИС первогопорога и изменяют выдержку времениобратнопропорционально величине превьппения. В устр-ве для осуществленияспособа датчик 1 КМ и задатчик 4 поро- Жга подключены к входам компаратора 2и усилителя-компаратора 3. Выходыкомпаратора 2 и счетчика 6 соединеныс входами блока 7 отключения ШО, КК-входу счетчика 6 и входу преобразователя 5 напряжения в частоту подключен выход усилителя-компаратора 3.Выход преобразователя 5 соединен сТ-входом счетчика 6. 2 с,п. ф-лы,1 ил.Изобретение относится к горной промышленности, а именно к способам ж устройствам автоматического управления газовой защитой контролируемых 5 фбьектов угольной шахты.1;елью изобретения является повыение эффективности газовой защиты . а счет замедленного отключения при еопасных и быстрого отключения обоудования при опасных концентрациях етана,На чертеже изображена функциональая схема устройства автоматической азовой защиты угольных шахт. 15Устройство содержит датчик 1 конентрации метана, подключенный кперым входам компаратора 2 и усилителяомпаратора 3, к вторым входам котоых подключены соответственно первый 20второй выходы задатчика 4 порога уровней) срабатывания. Выход усилиеля-компаратора 3 подключен к входу реобразователя 5 напряжения в частоу и К-входу счетчика,б. Выход преоб азователя 5 напряжения в частоту оединен с Т-входом счетчика 6. Выхоы компаратора 2 и счетчика 6 соеди- . ены с входами блока 7 отключения борудования,Рассмотрим работу устройства по тредлагаемому способу при концентрации метана ниже первого порогового уровня. В этом случае сигнал датчика 1 концентрации метана меньше сигналов на первом и втором выходах задатчика 4 уровней срабатывания. Компаратор 2 и усилитель-компаратор,13 нахоДятся в режиме ограничения выходного сигнала на отрицательном уровне,:,при этом не срабатывает блок 7 отключения оборудования, отсутствуют импульсы .на выходе преобразователя 5 напряжения в частоту и счетчик б подцерживается в состоянии сброса,При концентрации метана выше пер,вого и ниже второго пороговых уровней сигнал датчика 1 концентрации метана и меньше сигнала на первом выходе задатчика 4 уровней срабатывания и больше сигнала на его втором выходе, Компаратор 2 продолжает находиться в режиме ограничения выходного сигнала на отрицательном уровнеУсилитель-компаратор 3 переходит в55 усилительный режим, и на его выходе появляется сигнал положительной полярности, пропорциональный превышению сигнала от датчика концентрации метана над первым пороговым уровнем:При этом преобразователь 5 напряжения в частоту формирует импульсы с частотойо К 10 бьвф (г) которые поступают на Т-вход счетчика 6. Число, записанное в счетчик 6, определяется уравнениемьо=ц=1,+к,к(с,-с)1. (3)ОВыдержка времени срабатывания защиты по предлагаемому способу определяется временем заполнения счетчика 6. После заполнения счетчика 6 на его выходе появляется сигнал, заставляющий сработать блок 7 отключения оборудования. Время заполнения счетчика 6 определяется из уравненияв =к,кс ,3+И,-к,кс, ) (4)е 1 - полая емкость начетчика,В случае если концентрация метана не меняется во времени, время срабатывания защиты определяется из урав- нения Исчт.е, находится в обратнойзависимости от превышения концентрации метана над первым пороговым уровнем.Если после начавшегося отсчета счетчика 6 концентрация метана пада-ет ниже первого порогового уровня, усилитель-компаратор 3 переходит в режим ограничения выходного сигнала на отрицательном уровне и сигналом отрицательнойполярности, поданным с его выхода на К-вход счетчика 6, производится стирание накопленного числа импульсов.При достижении второго порогового уровня концентрации метана компаратор 2 переходит в режим ограничения выходного сигнала на положительном уровне. и по сигналу с его выхода блок 7 отключения оборудования срабатывает без выдержки времени.П р и м е р, Задавшись пороговыми уровнями концентрации метана 1,0 и 1,3 об.Х СНЬ и временем срабатывания защиты соответственно 30 и 3 мин, из формулы (5) находим, что при использовании 14-разрядного двоичного счетчикаИсч оо Ссф Сп Ро) Ссн 4 поРО12 -1 91 Гц-- -2723 60(1,3-1) .1,3-1 обеЖСНфПо формуле (5) находим, что.при концентрациях метана 1,05; 1,1 и 1,2 об.Е вьдержки времени составляют соответственна. =12 мин; =7 мин 35 с; = 4 мин 20 с.Таким образом, вьдержка времени, с которой срабатывает газовая защита, уменьшается с ростом опасности газовой обстановки.В зависимости от особенностей га 15 зовой динамики конкретного добычного участка может возникнуть необходимость изменения вьдержки времени срабатывания газовой защиты. Это может20 быть выполнено изменением числа разрядов счетчика 6 или изменением коэффициента К, преобразователя напряжения в частоту.1 25Формула изобретения 1. Способ автоматической газовой защиты угольных шахт, состоящий в непрерывном измерении концентрации 30 метана с получением соответствующего измерительного сигнала, задании двух порогов сигнала, сравнении измерительного сигнала с заданными порогами, отключении шахтного оборудования после превышения измерительным сигналом первого порога с выдержкой времени и после .превышения измерительным сигналом второго порога мгновенном отключении шахтного оборудования, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности газовой защиты за счет замедленного отключения при неопасных и быстрого отключения оборудования при опасных концентрациях метана, определяют величину превышения измерительным сигналом первого порога и обратно пропорционально величине превышения изменяют вьдержку времени.2. Устройство автоматической газовой защиты угольных шахт, содержащее последовательно соединенные датчик концентрации метана, компаратор и блок отключения оборудования, а также задатчик порога, первый выход которого соединен с вторым входом компаратора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено цепью из последовательно соединенных усилителя-компаратора, преобразователя частоты и счетчика, причем выход датчика концентрации метана соединен с первым входом усилителя-компаратора, второй вход которого соединен с вторым выходом задатчика порога, а выход соединен с обнуляющим входом счетчика, выход которого соединен с вторым входом блока отключения оборудования..Л Редак писное каз 3177/3 митета СССР и открытии кая наб., д. 4/5 изводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,ВНИИП по 13035, Тираж 426 Государственногоделам изобретенийосква, Ж, Рауш