Устройство автоматического контроля выбросоопасности пласта при его выемке

(21 (22 (46 (71 ОсудАРстББнный номитето иэоБРеуниям и отнРытиямРи щнт сссР) Институт горного дела им. А.А.Скочинского(56) Авторское свидетельство СССР Б 92142, кл. Е 21 У 5/00, 1980.Авторское свипетельство СССР У 1314121, кл. Е 21 Р 5/00, 1985. (54) УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ ВЫБРОСООПАСНОСТИ ПЛАСТА ПРИ ЕГО ВЫЕМКЕ(57) Изобретение относится к технике безопасности в горной пром-сти, Цель - повышение точности контроля выбросоопасности пласта (ВП) путем определения т-ры темных пятен (ТП) на термопортрете груди забоя и индикации превьппения площадей ТП над заданным значением. Для этого устр-во содержит генератор 1 импульсов, счетчик 2, блок 3 индикации и регистрации, блоки 4 и 5 деления, блок 6 умножения ипоследовательно 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 25строчных импульсов, блоком 26 синхронизации, элементами И 27, 28. Для визуального контроля степени ВП по ТПна портрете устр-во имеет инвертор29 и последовательно соединенные ограничитель 30, многоканальньп аналоговый коммутатор 31 и видеоконтроль-ное устр-во 32. Текущий видеосигналс камеры 8 сравнивается в К 22 сопорным от задатчика 9 и выдает навыходе сигнал, соответствующий каждому элементу на портрете лишь попоступлении на его синхронизирующийвход стробирующего синхроимпульса сгенератора 1. Видеосигнал преобразу1559205 ется АЦП 23 в цифровой код с частотойгенератора 1 и выдает код о яркостикаждого элемента термопортрета. Блок3 одновременно индицирует значениет-ры и степень превышения площади ЯТП над установленным порогом Яя, асчетчик 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 очистныь(и 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 существую щих 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 135 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 11порога 12 а также первым 4513 и вторым 14 инверторами, первым 15, вторым 16, третьим 17, четвертьп18, пятым 19 и шестым 20 сумматорами, цифровым компаратором 21, аналоговым компаратором 22, аналого-цифро.,вым преобразователем 23 (АЦП), треь 50 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 К 22. Если Я с Я, то блок 3 отмечает лишь т-ру Тс ТП, Если Я 1 Я, то блок 3 одновременно с Т регистрирует 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 входами 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 блока24 деления. Выходы последнего и пят 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 термопортрете15592056импульсов на выходе генератора 1 равна частоте считывания сигнала с элеустройство снабжено третьим инвертсром 29 и цепью из последовательно соединенных ограничителя 30, многоканального аналогового коммутатора 31и видеоконтрольногс устройства 32(ВКУ). Вход ограничителя 30 и второйвход многоканального амплитудногокоммутатора 31 соединены с выходомпироконной камеры ЯВход третьегоинвертора 29 и третий вход многоканального аналогового коммутатора 31соединен с выходом аналогового ксмпаратора 22, Четвертый вход коммутатора 31 соединен с выходом третьегоинвертора 29,Устройство работает следующим образом.Аналоговый компаратор 22 служитдля сравнения текущего видеосигналас пироконной камеры 8 с опорным сигналом от задатчика 9 порога сегментации и выдает на своем выходе сигналлишь по поступлению на синхронизирующий вход компаратора 22 стробирующего синхроимпульса с выхода генератора 1 испульсов, т.е, компаратор 22выдает на выходе сигнал сравнейия,соответствующий .каждому элементу натермопортрете. АЦП 23 служит для преобразования аналогового видеосигналас выхода камеры 8 в цифровой код счастотой генератора 1 импульсов, т.е.выдает код о яркости кажцого элемента термопортрета. БИР 3 служит дляодновременной индикации значения температуры Т и степени нревьппения площади Я темных пятен над установленным порогом Я. Суммирующий счетчик2 служит для накопления импульсов свыхода компаратора 22.Пироконная камера 8 наводится насвежеобнаженную поверхность груди забоя. В поле зрения камеры на поверхности груди забоя закрепляется термотест так, чтобы он занимал верхнюючасть кадра (термопортрет) не болеетридцати строк. С выхода камеры 8 видеосигнал поступает на аналоговыйвход компаратора 22, на второй входкоторого поступает сигнал с задатчика9 порога сегментации. Уровень сигнала на выходе задатчика 9 задает порогсегментации, т.е. определяет уровень,вьппе которого контролируется площадь(число элементов) холодного пятна нагруди забоя. Стробируемый вход аналогового компаратора 22 подключен к выходу генератора 1 импульсов. Частота ментов термопортрета, поэтому на стробируемый вход ксмпаратора 2 с генератора 1 импульсов подается импульсцри получении вцдессип ала с кадагаочередного элемента термопсртрета.В приходом очередного импульса навыходе компаратора 22 Формируетсясигнал логической единицы, если сигнал с выхода камеры 8 меньше сцгцалас выхода задатчика 9, В прстивцомслучае на вьгладе ксмпаратсра 22 формируется нулевой сцгнал . Последовательность сигналов логической единицы с выхода ксмцаратора 22 подаетсяна счетчик 2, где накаплцвается число элементов с температурой (на груди 20 забоя) ниже заданной сигналом с эадатчика 9. Это число эле агентов (сигнална выходе счетчика 2) в цифровом компаратсре 21 сравнивается с заданнымчислом элементов (сигнал на выходеэадатчика 12 порога). Еслц число:.лементов (площадь темных пятен Б) превьппает заданное число элементов (заданная площадь Б .1, тс ца выходе ксмларатора 21 Формируется сигнал о превышении площади выброссопасной зоныЯ над заданной (псроговой) площадьюБ.Аналоговый вход АЦП 23 подключенк выходу камеры 8, а его синхровход - к выходу генератора 1, АЦП 23 35осуществляет преобразонанце аналогового сигнала с выхода камеры 8 в циФрсвсй код с частотой импульсов с Генератора 1. ПараллельньпЪ код с выход да АЦП 23 поступает на вторые входыэлементов И 27 и 28, на первые вхо"ды которых поступают разрешающиесигналы с блока 26 синхронизацщ .Последний на .первом выходе на элементе И 28 Формирует импульсы "Разрешенние 1 , которые разрешают проходитькодам элементов термопсртрета с АЦП. 3, которые соответствуют второй температуре Ттермотеста (обычно делается 16 отсчетов по полю). На второмвыходе блока 26 синхронизации Форми"руется последовательность импульсов(обычно 16), синхронных со считыванием элементов термстеста с температурой Т, На третьем выходе блока 26синхронизации Формируется последовательность элементных синхрсимпульсовкоторые поступают ца синхрсвход счетчика 2 и разрешают суммирование эле 1559205ментов по полю термоизображения начиная с тридцатой строки термопортретадо конца кадра, Поэтому в первом сумматоре 15 накапливается сумма кодов(обьггно шестнадцати), пропорциональная температуре Т 1, Зта сумма в первом блоке 4 деления делится на числопроизведенных отсчетов (обычно шестнадцать делится на число), и на выходе блока 4 формируется сигнал, соответствующий температуре Т, В процессе считывания элементов термопортрета а второй части термотеста с температурой Т 2 во втором сумматоре 1 бнакапливается сумма кодов (обычношестнадцати отсчетов), пропорциональ"ная температуре Т 2. Зта сумма во втором блоке 5 делится на число произведенных отсчетов, и на выходе блока 5Формируется сигнал соответствующийтемпературе Т 2, Сигнал 1, с выходапервого блока 4 инвертируется блоком13 в сигнал - С, который подается напервый вход третьего сумматора 17, 25на первый вход которого с второгоблока 5 подается сигнал С 2, На выходе третьего сумматора 17 формируетсясигнал Я- П ), С задатчика 9 порогасегментации сигнал порога сегментации Пс подается на второй вход четвертого сумматора 18, на первый вход которого с инвертора 13 поступает сигнал -П . На выходе четвертого сумматора 18 формируется сигнал (П-П,),поступающий на второй вход третьегоблока 24 деления, на первый вход которого с третьего сумматора 17 пода".ется сигнал (П .-0,). На выходе третьего блока 24 деления формируется сиг" 4005 с-ц ),нал в в - вв , На первый вход пятого67,-6,.сумматора 19 с задатчика 11 подаетсясигнал, соответствующий температуреТ второй части термотеста. С задатчика 10 подается сигнал, соответствующий температуре Т 1 первой частитермотеста, который инвертором 14 пре-образуется в сигнал -Т,. В пятом сумматоре 19 из входных сигналов Т и 5 ОТ, Формируется сигнал (Т-Т,). Сиг(0 с-П .1налы - -с выхода блока 24 деП 1-П )ления и (Т 2-Т) с выхода пятого сумматора 19 перемножаются блоком 6 умножения, на выходе которого формируШ,-П )ется сигнал --- (Т - Т ).(Ц,-П ф Этот сигнал вместе с сигналом Т, по" ступает на входы шестого сумматора 20, на выходе которого формируетсясигнал Т + в -. х(Т - Т ).(Ц с - Ц)2численно равен температуре сигментации (задаваемой сигналом П на выходезадатчика 9),характеризует температуру Те холодных пятен на термопортретегруди забоя и с выхода шестого сумматора 20 подается на БИР 3, где регистрируется в виде температур холодных пятен Если Б ( Я, то блок 3 отличает лишь температуру холодных пятен Т , если ББ , то блок 3 одновременно с температурой Тс регистрирует и излишне большую площадь холодных пятен, что свидетельствует оповышенной выбросоопасности пласта,когда необходимо прекратить процесспроходки или добычи и провести меро"приятия по дегазации пласта,Осуществление визуального контроля степени выбросоопасности пластапо темным пятнам на термопортрете.Сигнал на выходе ограничителя 30 образуется из видеосигнапа с выходакамеры 8 путем его усиления и ограничения сверху на уровень белого,так что этот сигнал приводит к появденио белого на экране ВКУ 32. С выхода инвертора 29 сигнал поступаетна четвертый вход коммутатора 31, надругой управляющий вход которого подается неинвертированный сигнал свыхода компаратора. 22; На второй ана"логовый вход коммутатора 31 поступаетаналоговый сигнал с видеовыхода камеры 8, а на первый аналоговый вход -с выхода ограничителя 30. Когда текущее значение видеосигнала на выходекамеры 8 превысит сигнал с задатчика9, то на выходе компаратора 22 появляется сигнал логической. единицы,под действием которого на управляющих входах коммутатора 31 появляетсякомбинация 1 -О (ноль на выходе инвертора 29). Этой комбинацией комму"татор 31 перекгпочает на свой выходсигнал с выхода ограничителя 30, ина экране ВКУ 32 формируется уровеньбелого (зона фона на груди забоя).Если сигнал на выходе камеры 8 по1559205 и генераторов кадровых и строчныхимпульсов, выход генератора соединентакже с синхроннзирующими входамипироконной камеры, аналогового компаратора и аналого-цифрового преобразователя, вход которого соединенс входом аналогового кампаратора ивыходом пироконнай камеры, третийвыход блока синхронизации соединен Составитель И.Назаркина Редактор О.Юрковецкая Техред Л,Сердюкова Корректор В,Кабаций Заказ 831 Тираж 379 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открьггиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб д, /5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г,ужгород, ул, Гагарина, 101 уровню меньше сигнала на выходе задатчика 9, то на выходе компаратора 22формируется логический ноль, под действием которого на управляющих входахкоммутатора 31 появляется комбинация0-1 (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 пятнона груди забоя). Все это позволяетконкретно выделить на экране ВКУ 32темное пятно на груди забоя. Формула изобретенияУстройство автоматического контроля выбрасоопасности пласта при его выемке, содержащее генератор импульсов, счетчик, блок индикации и регист-ц рации, два блока деления, блок. умно-, жения и последовательно соединенные генератор кадровых импульсов и пироконную 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 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 ров, причем входы блока синхронизации соединены с выходами генератора с синхровходом счетчика, вход которого соединен с выходом аналоговогокомпаратора, а выход соединен с первым входом цифрового компаратора, второй вход которого соединен с выходомзадатчика порога, задатчик порога сег -ментации соединен с вторым входом аналогового компаратора и с вторым входам четвертого сумматора, выходы первого и второго сумматоров соединеныс входами первого и второго блоковделения, выход первого блока делениячерез первый инвертор соединен с первыми входами третьего и четвертогосумматоров, 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 пятогосумматора, выходы третьего и четвертого сумматоров соединены с входамитретьего блока деления, выходы третьего блока деления и пятага сумматорасоединены с входами блока умножения,выход которого соединен с первым входом шестого сумматора. выход шестогосумматора и цифрового компаратора соединены с входами блока индикации ирегистрации.