Устройство аварийной сигнализации

Союз СоввтсинкСоарюалнстнчесиниРвслублни ОП ИСАЙИ Е ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 905458(22)Заявлено 04.04,80 (21 2932540/22-03 Е 21 С 35/24 с лрисоелинеииен заявки М(231 Приоритет 3 ЬсударетакеМ квинтет СССР . в делан азфбретеакй к етк 1 аткФ. 72 (088.8) С. Г.Комаров, В.З.Чарный, К.С.Подвысоцкий, В,.Ю. Рябов,Э,Н,Гадзалов, В.С,Цветков и А.КЯалашневКрасноуральский медеплавильный комбинат Министерства.цветной металлургии СССР, Штаб военизирован 4 хгорноспасательных частей Урала Министерств цветнойметаллургии СССР и Научно-исследовательски 11.ипроектн 9 Й,.институт медной промышленности "Унипромедьн Иинистерсветной металл гии СССР(Б 4) УСТРОИСтВО двдРИИНОЙ СИГНАЛИздцИИ Изобретение относится к горноспасательной технике и может использоваться для аварийной сигнализации на шахтах.Известны устройства сигнализации, использующие подачу с помощью радиопередатчиков кодовых и речевых сигналов непосредственно через горные массивы и прием прошедших через массив радиоволн автономными радиосигнализаторами обслуживающего персонала 11. гоОднако эта связь является ненадежной из-эа экранирующего воздействия земной поверхности, из-за зависимос,ти прохождения радиоволн от сложнос- .1,ти горно" геологических условий, струк туры и проводимости горных пород, большого количества радио- и электропомех, особенно от работающего электрооборудования.Известно также устройство бсспроводной аварийной сигнализации, содержащее установленный на поверхности земли передатчик и установленные вгорных выработках приемники-ретрансляторы, сигнализаторы и автономныерадиосигнализаторы. Для повышениянадежности в известном устройствеприменено последовательное соедине"ние щирокополосного усилителя,амплитудного ограничителя, узкополосного усилителя и амплитудного детектора 12,Однако для уверенной радиопередачи в нем необходима неоправданно боль-.шая нощность передатчика (несколькокВт), излишне протяженная антенна,которая ненадежна и часто выходит иэстроя в агрессивных условиях подземного производства, что ограничиваетих применение в горном производстве,Цель изобретения - повышение надежности и селективности аварийнойсигнализации,Цель достигается тем, что устройство снабжено датчиками сейсмическойгеомагнитной и геоэлектрической на1 а 15 пряженосги, причем приемник-ретранс - лятор снабжен последовательно соединенными сумматором, анализатором 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 электро- детонаторами,а управляющие входы токовых ключей соединены с выходами схем И, входы которых соединены с кнопкой управления и с выходами декад счет - чика-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 электро 2 а 2 ЗО 3 45 Ю 55 взрывателя 1, ис 1 очника силовых уд.ров в виде, например, сориентированных ВВ или эпектрогидродинамическихзарлдов 2 и участковых автономныхприемников-ретрансляторов, расположенных 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 датчики сейсмических 3, геомагнитныхи 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 сигнализацииблока аварийного контроля состояниянапряженности рудного массива 10, пороговых элементов выделения степениопасности сигнала 11, радиопередатчика модулированных высоких радиочастот 12, передающей антенны 13,Дополнительно, станция включаетисточники автономного электропитания,автономные шахтные радиосигнализаторыс приемником 1 ч и, например, светозвукоеым сигнализатором 15, а такжеобщий участковый свето-звуковой сигнализатор 16.Программный электровзрыватель 1,в свою очередь, включает (фиг. 2)источник тока 17 содиненные с ними с электродетонаторами токовые ключи 18, логические элементы И последовательной подачи открывающих импульсов 19, кольцевой счетчик-формирователь импульсов 20, источник опорногонапряжения 21, генератор тактовыхимпульсов 22 регулятор цастотывзрывов 23 и кнопку 21.Работ а у стройст ва аварийной си гналиэации осуществляется следующимобразом,В режиме аварийной сигнализациив момент появления опасности при вы"явлении ее степени общещахтного илилокального участкового характерапроизводится запуск ключом 18 програмного электровзрывателя 1 на соответствующую последовательность и частотуимпульсов.Это вызывает запрограммированныеэлектрогидродинамические толчки,взрывы зарядов 2 или удары вибратора,в результате которых возникают в рудном теле сейсмические волны с соот8 ве 1 ствующмгеома нитнымиеоэнек 1 рическми микроколебаниями, что пр - водит к срабатыванию соответствующих датчиков участковых станций.Возникающие сигналы, например, 5 одновременно с 3-х датчиков 3-5 поступают на входной фильтрующе-усилительный сум тор 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 цастоте, в соответствующие блоки участковой 8 и общешахтной 9 сигнализации и далее в пороговые элементы определения степени опасности 11.В результате, принятый датчиками, отфильтрованный, выделенный по час тоте, усиленный и проверенный по достоверности сигнал оценивается пороговыми элементами 11 по степени опасности возникшей обстановки,что обуславливает его выход на соответ ст вующий вход радиопередатчикавысокой 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 О 15 1(аждая станция реагирует только на общешахтный и индивидуальный по ее частоте сигнал . Степень опасности может передаваться за счет напрмер, амплитудной модуляции сигналов путем регулирования силы взрывов или ударных колебаний, Наличие пороговой оценки сигнала дает возможность 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 1 ч 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 микроколеба 50 ний общим спектром, например, 0,1- 25 Гц. Возникающие в результате появления неустойчивого состояния горных пород естественно микроколебания улавливаются теми же датчиками 3-5, но в сину своего более широкого сгкт ра частот отделяются анализатором паузв соответствующ 1 й бл 1 к аварий.ного контроля 10.В результате этот сигнал такжеоценивается пороговым элемен 1 ом 11,что пропорционально степени возникающей.опасности, вызывает соответствующее срабатывание радиоретрансгяторана подачу предупреждающего 1 ли исполнительного при крайней опасности сигнала по горным выработкам,Таким образом, создание в рудноймассе физико-сейсмических микроколебаний дает возможность обеспечитьпомехоустойчивую надежную передачулюбых аварийных и предупреждающихсигналов общешахтного и участковогохарактера . Одновременно, соответствующее приемное устройство осуществляет автоматическую индикацию всехестественных микроколебании парзметроврудного тела, тем самым предупреждает о степени опасности обстановки.Система автоматически отделяетлюбые помехи и наводки.Цля этого работающий с датчикамивходной отсекатель помех в составефильтрующе-усилительного сумматора 6и анализатора пауз 7 построен посхеме логического элемента и пропускает синхронные инфразвуковые сигналы всех датчиков отфильтровывая случайные или высокочастотные сигналыпоследних по отдельности, что обеспечивает надежность и помехоустойчивость аварийного контроля.В данном случае учитывается то,что сейсмические, геомагнитные и геоэлектрические параметры рудного телапо цастоте изменяются синхронно, апо их величине колеблются различнов зависимости, например, от характерарудного тела, его обводненности,общейэлектропроводности горной массы ит .д . В каждом конкретном случаеработает в основном один из датчиков, а два остальных из трехточечной схемы имеют корректирующее помехозащищающее значениечу вст ви тел ьност и общего канала связи, что устраняет несрабатываниеустройства,Устройство также позволяет осуществлять межучастковую сигнализацию, индикацию места нахождения пострадавших, дистанционное управлениеработой и разрушение труднодоступныхгорных объектов,Например оперативная межучастковая сигнализация, определение местанахождения пострадавших могут производиться за счет использования пеРеносного программного электровзрывателя и накладных ВВ-зарядов в совокупности со стационарными участковыми приемниками-ретрансляторамидля прослушивания и радиолокации подаваемых сигналов. Местонахождение,например, может задаваться за счет 20частоты взрывов, производимых пострадавшими и индивидуальных по частотедля каждого горного участка.Внедрение устройства в подземйыхусловиях для аварийной сигнализациипозволяет получит прежде всего социальный эффект, выражающийся в обеспечении полной безопасности горныхподземных работ, в ускорении горноспасательных операций, в сокращении зочисла несчастных случаев.Формула изобретения1, Устройство аварийной сигналя- з зации, содержащее установленный на поверхности земли передатчик и установленные в горных выработках прием" ники-ретрансляторы с радиопередатчиками, сигнализаторы и автономные ео радиосигнализаторы, о т л и ч а ю - щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и селективности сигнализации, снабжено датчиками сейсмической, геомагнитной и геоэлектричес- м кой напряженности, причем приемник- ретранслятор снабжен последовательно соединенными сумматором, анализатором пауз, блоком общешахтной 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 источников силовых удаРов.2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, программный электровзрыватель выполнен в виде источника тока, токовых ключей, электроанализаторов, схем И, кольце вого счет чи ка-Формирователя импул ьсов, источника опорного напряжения, ге нерат ора тактовых импул ьсов, 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.Ф3. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения многократности действия, источники силовых ударов выполнены в виде плотно запрессованных через скважины в рудное тело металлических баллоновизпучателей с заполняющей их жидкостью и проволочными электровзрывателями. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Патент СЮА йф 3740448,кл. Н 04 В 5/00 (нки 179-82), опублик.19732 . Авторское свидетельство СССРЮ 5784 Я, кл, Е 21 С 35 Л 4, 1977905 М 8 Составитель А, Техред М.Рейве ищенк аказ 315/16 Тираж 623 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, Х, Рауиал ПППнг",Ужгород, ул. Проектная,дактор С,Запесочный орректор Н. Швыдкая Подписноекомитета СССРоткрытийская наб., д. /5