Апаратура для передачі акустичного сигналу з вибою гірничої виробки на поверхню

Апаратура для передачі акустичного сигналу з вибою гірничої виробки на поверхню, яка містить підземну частину, що складається з послідовно 3 налу з вибою гірничої виробки на поверхню, яка містить підземну частину, що складається з послідовно з'єднаних сейсмоприймача, модулятора й пристрою для передачі сигналу по двопровідній лінії, і наземну частину, що містить блок для відтворення сигналу, згідно з корисною моделлю^ підземну частину обладнано керуючим пристроєм, при цьому як модулятор використано частотний модулятор, з одним із входів якого, з'єднано вихід керуючого пристрою, а наземну частину обладнано регулятором для підсилення сигналів, що надходять із підземної частини й індикатором стану лінії зв'язку, приєднаними до останньої, при цьому обидві частини обладнано пристроями для телефонного зв'язку. На фігурі наведено блок-схему запропонованої апаратури. Апаратура складається з підземної частини A и наземної - Б. До складу підземної частини А входять послідовно з'єднані сейсмоприймач 1, підсилювач 2, пристрій частотної модуляції 3, керуючий пристрій 4, пристрій 5 для телефонного зв'язку й двопровідна лінія зв'язку 6. До складу наземної частини Б входять двопровідна лінія зв'язку 6, демодулятор 7, пристрій 8 для регулювання підземного підсилювача, пристрій 9 для контролю стану лінії зв'язку, іскробезпечне джерело живлення 10, пристрій 11 для телефонного зв'язку. Запропонована апаратура працює так. Сейсмоприймач 1, що перетворює пружні коливання масиву в електричний сигнал, закріплюють у вугільному пласті або вуглевміщувальних породах. Електричний сигнал надходить у пристрій 2, коефіцієнт підсилення якого регулюється з поверхні пристроєм 8. Потім підсилений сигнал проходить частотну модуляцію в пристрої 3, що має не менше двох фіксованих несучих частот. Пристрій 4 формує сигнали для керування програмою, використовуваної для оброблення сигналу. Під час надходження керуючого сигналу в пристрій модуляції 3, відключається сейсмоприймач для виключення перекручуючого впливу його сигналу. Пристрій 5 для телефонного зв'язку дозволяє викликати оператора й у симплексному режимі вести з ним переговори, при цьому також переривається сигнал від сейсмоприймача. По лінії зв'язку 6 сигнал надходить у наземний блок Б, у якому здійснюється його демодуляція блоком 7, після чого сигнал подається в персональний комп'ютер для обробки й на динамік для контрольного прослухування. Пристрій 9 для контролю стану лінії зв'язку дозволяє визначати розрив лінії, коротке замикання й недопустимо великий виток струму на землю. Зв'язок з гірничим майстром у вибої здійснюється за допомогою пристрою 11. Іскробезпечне джерело живлення 10 забезпечує живлення блоків частини А по лінії зв'язку. Живлення блоків частини Б здійснюється за допомогою загальнопромислової мережі напругою 220В частотою 50Гц. 13756 4 Пристрій 3 для частотної модуляції дозволяє передавати акустичний сигнал, наприклад, на несучій частоті 75кГц, або 85кГц, або 95кГц. На одну з частот настроюється модулятор підземного передавального й наземного приймального блоків. Під час передачі акустичних сигналів від двох або трьох підземних блоків відповідним чином настроюють модулятор у приймальних блоках. Частотна модуляція під час передачі на поверхню акустичного сигналу дозволяє знизити нижню границю частотного діапазону до 20Гц, тим самим збільшити глибину дослідження вуглевміщувальних порід до 125м, оскільки між частотою власних коливань породної товщі та її потужністю існує така залежність: c f , h де f - частота власних коливань товщі, Гц; с - швидкість поперечних хвиль, м/с; h - потужність товщі, м. Пристрій 8 для регулювання посилення дозволяє максимально збільшити амплітуду корисного сигналу, що надходить безпосередньо від сейсмоприймача 1. Тим самим до мінімуму зводяться плікативні перешкоди, що виникають у лінії зв'язку, довжина якої досягає 10км й підвищується перешкодозахищеність акустичного сигналу, який передається для оброблення. Пристрої 5 й 11 для телефонного зв'язку забезпечують двосторонній симплексний зв'язок гірничого майстра, що перебуває у вибою гірничої виробки, з оператором, який обробляє акустичний сигнал на персональному комп'ютері й перебуває на поверхні. Деякі способи МакНДІ потребують контроль процесу оброблення інформації й одержання її результатів у реальному часі. Крім того, пристрій використовується для зв'язку з поверхнею у разі аварії шахтного телефонного зв'язку. Керуючий пристрій 4, за який використовується генератор сигналів, дозволяє гірничому майстрові, який знаходиться у вибою, здійснювати процес обробки акустичного сигналу на персональному комп'ютері, припиняти його під час виникнення яких-небудь перешкод, аварійних ситуацій, відхилень від технології проведення робіт та інше й завершувати оброблення. Набір сигналів відрізняється за частотою, тривалістю й комбінацією. Пристрій 9 для контролю лінії зв'язку сигналізує про розрив лінії, коротке замикання й неприпустимо великі витоки струму на землю. Конструктивно апаратура складається з блока сейсмоприймача, у якому розташовано пристрої 1, 2, 3, переносного пульта із пристроями 4 й 5 та наземного блока, у якому розташовані пристрої 711. Блок сейсмоприймача має циліндричну форму й розміщається в шпурі діаметром 43мм. Апаратура АПСС призначена для забезпечення акустичних способів, розроблених у МакНДІ. 1. Спосіб автоматизованого контролю викидонебезпеки в підготовчому й очисному вибоях за параметрами техногенного акустичного сигналу. 2. Спосіб визначення величини зони розвантаження у вибоях викидонебезпечних вугільних 5 13756 пластів за параметрами акустичного сигналу. 3. Спосіб оперативного керування процесом гідророзпушування вугільного пласта. 4. Спосіб безсвердловинного контролю відстані до викидонебезпечного вугільного пласта. 5. Спосіб прогнозу проривів метану із підошви гірничої виробки. Наприклад, спосіб контролю викидонебезпеки здійснюється так. На відстані 20-40м від вибою в шпурі діаметром 43-45мм на глибині 0,5-0,7м розміщають блок сейсмоприймача, який клином притискається до верхньої стінки шпуру, забезпечуючи надійний контакт із масивом. Вихідний рознім блока сейсмоприймача підключається до блока переговорного пристрою, а останній - до лінії передачі сигналу на поверхню. На поверхні в спеціальному приміщенні служби прогнозу встановлюють наземний Комп’ютерна верстка Д. Дорошенко 6 блок, який приймає сигнал, вихідний сигнал з якого передають на персональний комп'ютер для оброблення за програмою, розробленою в МакНДІ. Техногенний сигнал оброблюють протягом усього циклу роботи комбайна з виймання вугілля. Використовуючи пристрій 5, гірничий майстер повідомляє оператора про початок циклу. Оператор включає програму обробки акустичного сигналу, що працює в реальному часі. Після завершення роботи комбайна гірничий майстер запитує оператора про результати контролю викидонебезпеки. При прогнозі "ненебезпечно" можна приступати до чергового циклу виймання вугілля. Експериментальний зразок апаратури передачі акустичного сигналу АПСС 1 виготовлено на ЗАТ НВП "Інтеграл" і випробувано на АП "Шахта ім. А.Ф. Засядька", ВАТ "Шахта "Комсомолець Донбасу", "Красноармійська - Західна № 1" та ін. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601