Пристрій автоматичного виявлення раптових викидів в гірничих розробках

Союз Советских Социалистических Республик ОП из АН И (61) Дополнительное к авт. свид-ву — (22) Заявлено 10.04.80 (21) 2907842/22-03 с присоединением заявки № — Государственный комитет СССР по депам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения (71) Заявитель . . •.'-,.,•.;_. 3 (51 >М. Кл. Е 21 F 5/00 Е 21 F 7/00 (23) Приоритет — Опубликовано 23.03.82. Бюллетень № 11 Дата опубликования описания 28.03.82 (53) УДК 622.8. .614.8(088.8) Б, Н. Буханец, П. Ф. Гавриленко, А. Е. Злачевский, А. И. Артеменко и В. П. Дурманенко Всесоюзный научно-исследовательский институт горноспасательного дела (54) УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО ОБНАРУЖЕНИЯ ВНЕЗАПНЫХ ВЫБРОСОВ В ГОРНЫХ ВЫРАБОТКАХ 1 Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано'для автоматического оповещения горнорабочих о происшедшем внезапном выбросе. Известна аппаратура газовой защиты (АГЗ), производящая автоматическое измерение концентрации метана в атмосфере горных выработок, с помощью которой внезапный выброс определяют по величине скорости нарастания концентрации метана [ 1 ] . . Недостатком аппаратуры является значительная инерционность обнаружения выброса, объясняемая малой скоростью (5— 10 м/с) распространения метанового облака в атмосфере горных выработок. Известен сигнализатор перепада давлений, содержащий корпус, разделенный упругой мембраной на две полости, задатчик порога срабатывания по давлению и герконы, релейное переключение (срабатывание) 'которых происходит в результате перемещения мембраны, выполненной из эластичного материала с магнитными свойствами [2]. Недостатком устройства является то, что срабатывает оно не только от перепадов давлений, соответствующих выбросу, но и от других перепадов давлений, например образованных при буровзрывных работах и вентиляционных маневрах. Цель изобретения — повышение точности обнаружения внезапных выбросов на фоне помех от буровзрывных работ и вентиляционных маневров. Цель достигается тем, что устройство 10 снабжено блоком селекции импульса давле'Ния по длительности, выполненным в виде мультивибратора с регулируемой задержкой и фиксированной длительностью включения, выходного реле, подключенного к источ15 нику питания через контакты сигнализатора перепада давления, при этом одна пара контактов выходного реле присоединена параллельно контактам сигнализатора, а другая пара контактов выходного реле является выходом устройства. 20 На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство; на фиг. 2 — работа мультивибратора: а — зависимость выходного напряжения мультивибратора от времени, б — за 91477 висимость тока, протекающего через обмотку выходного реле, от времени; на фиг. 3 — барограммы внезапного выброса (кривая 1) и взрыва (кривая 2), производимого на БВР. Устройство, заключенное в корпусе 1, содержит сигнализатор перепада давлений, который состоит из двух камер 2 и 3, разделенных упругой мембраной 4 из магнитной резины, жесткий центр которой связан с пружиной 5 В камере 2 помещены •магнитоуправляемые герметизированные контакты 6. Корпус I разделен перегородкой 21 на камеру 2 и отсек 22 Камера 2 герметична и сообщается с атмосферой через иневмосопротивление 8 Выравнивание давления в камере 2 с атмосферным давлением в горной выработке происходит в течение 1—3 мин, выбрано экспериментально и регулируется винтом 19, при помощи уплотнения слоя стеклянного порошка 20. Контакты б связывают сигнализатор перепада давлений с блоком селекции импульса давления по длительности, который соегоит из источника 9 питания, мультивибратора 10 с регулятором 11 задержки включения выходного реле 12, которое имеет две пары контактов 13 и 14. Пара контактов 13 присоединена параллельно контактам 6 сигнализатора, а пара контактов 14 является выходом устройства. Пружина 5 с гайкой 7, штоком 15, стаканом 16 и накидной гайкой 17 представляет собой задатчик избыточного давления. На стакане 16 имеются отверстия 18, через которые камера 3 соединяется с атмосферой горной выработки, в которой установлено предлагаемое устройство. Подготовка устройства к работе заключается в установке заданного порога срабатывания по избыточному давлению и заданной задержки включения выходного реле. Зададие порога срабатывания по избыточному давлению осуществляется в пределах 2— 50 гПа (20—500 мм вод. ст ) путем вращения гайки 7 на штоке 15, растягивающей пружину 5, связанную с жестким центром мембраны 4, а задание задержки включения выходного реле 12 в пределах 0,54-2 с осуществляв гея регулятором 11 Устройство работает следующим образом. Избыточное давление воздушной ударной волны, большее установленного задатчиком избыточного давления или равное ему, вызывает прогиб упру і ой мембраны 4, что приводит к замыканию контактов 6 ' Источник 9 питания через замкнутые контакты 6 подключаете^ к мультивибратору 10. Через заданное время мультивибратор 10 включает выходное реле 12 на время, необходимое для сигнализации о выбросе. На это время контакты 13 выходного реле замыкаются ч предотвращают обесточивание мультивибратора, а контакты 14, замыкаясь, приводят в действие сигнализацию (сире-' на, световой сигнализатор, ароматический 5 t o IS 20 25 30 35 ._ 45 $ . 55 сигнализатор и др.) По окончании времени сигнализации мультивибратор 10 отключает реле 12, контакты 13 и 14 размыкаются и устройство возвращается в исходное состояние. При воздействии на устройство импульсов давлений, вызванных помехами, например буровзрывными работами (БВР) или изменением режима проветривания, имеющие длительности на 1—2 порядка меньше, чем при внезапном выбросе, контакты 6 размыкаются'раньше, чем окончится время задержки включения выходного реле мультивибратора. Реле не включается, контакты 13 и 14 не замыкаются и система сигнализации не приводится в действие. Компенсатор атмосферного давления 8 предназначен для предотвращения срабатывания устройства при медленных, изменениях, атмосферного давления и при перемещении устройства в шахте с горизонта на горизонт. Мультивибратор начинает работать в момент времени t t , соответствующий замыканию контактов 6 сигнализатора перепада давлений. По окончании времени t ^ , при условии, что контакты 6 сигнализатора остаются замкнутыми в течение t ^ , происходит опрокидывание мультивибратора. На его выходе в течение времени t B W T 1 0 4 действует напряжение иъкл, и через обмотку реле 12, подключенного к выходу мультивибратора, течет ток 1 ВКЛ , который приводит к замыканию контактов 13 и 14 реле на время т.БКЛ_ Импульс давления воздушной ударной волны — плошадь, ограниченная кривой изменения избыточного давления и осью времени. Устанавливая задатчиком избыточного давления порог срабатывания Рну$ 5ад., а регулятором задержки — заданную задержку т.зад , определяют размеры и площадь прямоугольника 3, т. е. ту величину импульса давления за заданное время, начиная с которой устройство сигнализирует о выбросе. Барограмма выброса (кривая I) имеет большую площадь за время t 3 a t t > , чем площадь прямоугольника 3, т. е. импульс давления выброса за время т,Ид больше порогового импульса давления устройства за это время, и на выходе устройства появляется сигнал о выбросе. При БВР (кривая 2) видим, что, хотя импульс давления взрыва и значителен сам по себе, за вреня 1 И Д он уменьшается и становится меньше порогового импульса давления устройства В этом случае сигнала на выходе устройства не будет. Таким образом мультивибратор играет роль блока сравнения импульсов давления по длительности и селекции их по этому параметру, что позволяет достоверно обнаружить выброс на фоне помех от БВР и вентиляционных маневров. Применение предлагаемого устройства автоматического обнаружения внезапных 914771 6 держкой и фиксированной длительностью включения выходного реле, подключенного к источнику питания через контакты сигнализатора перепада давлений, при этом одна пара контактов выходного реле присоединена параллельно контактам сигнализатора, а другая пара контактов выходного реле является выходом устройства выбросов позволяет обнаруживать внезапные выбросы в несколько раз быстрее, чем при использовании других известных устройств Формула изобретения Устройство автоматического обнаружения внезапных выбросов в горных выработках, содержащее сигнализатор перепада дав лений с компенсатором атмосферного давления, задатчик избыточного давления и источник питания, отличающееся тем, что, с целью повышения точности обнаружения внезапного выброса на фоне помех от буровзрывных работ и вентиляционных маневров, оно снабжено блоком селекции импульсов давления по длительности, выполненным в виде мультивибратора с регулируемой за 15 Фыг.1 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1 Создать систему малоинерционной автоматической газовой защиты и централизованного контроля метана для шахт, опасных по внезапным выбросам угля и газа Отчет МакНИИ Макеевка «Донбасс», 1974, с I2 2 Авторское свидетельство СССР № 532025, кл G 01 L 19/12, 1974 (прототип). 91477І Фиг. 2 Фиг.З Составитель Г Васючкова Редактор Н Джуган Техред А Ьойкас Корректор М Демчик З 1613/41 Тираж^О Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретении иоткрытий 113035, Москва, Ж—35, Раушская наб, л 4/5 Филиал ППП ^-Патент», г Ужгород, ул Проектная, 4