Устройство для контроля состояния массива горных пород Советский патент 1983 года по МПК E21C39/00 

Изобрете1гав относится к горной промышпенности и может быть испопьзован чпя контроля состояния массива горных пороа, в частнбсти для контропя состоя ния цегшков и кровпи срепствами с беспровоцной перецачей информации из KOHI ропьных точек. Известно устройство цпя контроля состо1шия массива горных пород путем прослушивания механическяк колебаний, возникаюшик в оефс мируемых горных nopoai содержащее пьезоэпемент, выход которет о соеоцинвк со вхоцом усилителя эле1ст 1ческого сигнала, к выхоцу усилителя электрического сигнала подключины головные телефоны l . Известно также устройство для конт роля состояния массива горнык пород вк.аочающее датчики акустической активкости, усинитель электрического сигнала, блок запуска, форм1фователь временного интервала, схему совпадения 2 . Недостатком указанных устройств является низкая помехозащищенность, поскольку любой достаточно сильный и периоцически работающий источник акустической помехи, которым может быть, например, буровой станок, будет восприниматься устройством как очаг акустической активности, и, следователь но, искажать реальную картину состоян ния массива горных пород. Целью изобретения является повыш&нне точности контррля за счет повышения помехозащищенности устройств. Указанная цепь достигается тем, что в устройство дляконтроля СОСТОЯНИЯ массива горных пород, содержаще датчики акустической активности, усигштель электрического сигнала блок запуо ка, инвертор и элемент И, введены коммутатор н дополнительный формирователь временного итинтервала, при этом выходы датчиков акустической активности соединены с информационными входами коммутато|)а, выход которого через последовательно соединенные усилитель электрического сигнала и блок запуска соединен.с первым входом элемента И и одним из входов дополнительного формирователя временного интервала, выход которого соединен с входом формиро вателя временного интервала непосрецствен о и через инверторы с вторьщ входом элемента И, выход формирователя соединен с третьим входом элеме та И, с управляющим входом коммутатора и с другим входом дополнительного формирователя временного интервала. На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2-варианты установки датчиков и границы зоны контроля. Устройство для контроля СОСТО5ШИЯ массива горных пород содержит датчи-ки 1 и 2 акустической активности, подключенные ко входам 3 и 4 коммутатора 5. Коммутатор 5 через усилитель 6 электрического сигнала, блок 7 запуска, соединен со входом дополнительного формирователя 8 временного интервала :р. со входом элемента И 9. Дополнительный формирователь.8 временного интервала соединен со входом формирователя 10 времерного интервала и через инвертор 11 со входом элемента И б, формирова -тель 10 временного интервала соединен со входом элемента И 9, со входом 12 управления коммутатора 5 и со входом запрета 13 дополнительного формирователя 8 временного интервала. Возможны два варианта установки устройст ча в массиве горных пород: установка в кровле 14 выработки (устройство установлено в вертикальный шпур 15) и устано&. ка в целике 16 (устройство установлено в горизонтальный шпур 17). Зона 18 контроля имеет вид части двухполосного гиперболоида вращения. Предлагаемое устройство работает следующим образом, В исходном состоянии датчик 1 акустической активности коммутатором. 5 подключен ко входу усилителя 6 электрического сигнала.Датчик 2 акустической активности отключен от входа усилителя 6 электрического сигнала. С выхода блока 7 запуска на вход элемента И поступает логический ноль. В ждущем режиме с выхода дополнительного формирователя 8 временного интервала через- инвертор 11 на другой вход элемента И 9 подается логическая единица, а с выхода формирователя 10 временного интервала - логический ноль. Тем же самым сигналом - логическим нолем, подаваемым на вход 12 управления коммутатора 5, выход коммутатора 5 соединяется с его входом 3, к которому подключен датчик 1 акустической активности. На выходе элемента И 9 сигнал отсутству-ет, так как логическая единица присутствует лишь на одном из трех ее входов, а на других,- логичеокий ноль,i При возникновении в массиве горных ород импульса акустической активности (не показан) может возниинуть цва случая в зависимости от расположения источ ника импульса акустической активности по отношению к датчикам 1 и 2 акуст ческой активности, при этом источник .может принадлежать и не принадлежать зоне 18 контроля. В зависимости от это го будет изменяться взаимное положение импульсов, поступающих на вхоцы 3 и 4 коммутатора 5. В случае, если источник принадлежит зоне 18 контроля, сигнал на выходе датчика 1 акустической активности появляется раньше, чем сигнал на выходе датчика 2 акустической акти&ности, на промежуток времени, не меньший чем промежуток времени, опрецепяемый дополнительным формирователем 8 временного интервала, и не больший, чем промежуток времени, определяемый формирователем 10 временного интервала. При этом со входа 3 коммутатора 5 сигнал в вице логической единиисы через усилитель 6 электрического сигнала и блок 7 запуска, поступает на вход элемента И 9 и запускает дополнительный формирователь 8 временного интервала. При этом на входе элемента И - два логических ноля и одна логическая единица с выхода блока 7 запуска, поэтому сигнала на выходе элемента И 9 нет. После окончания импульса, оформ рованного дополнительным формироват&лем 8 временного интервала, от его заднего фронта запускается формирователь 1 О временного интервала, на вьткоце которого появляется логическая ед№ ница. С выхода дополнительного формирователя 8 временного интервала через инвертор 11 на вход элемента И 9 подается также логическая единица. Появление логической единицы на выходе формирователя 10 временного интервала отключает .от выхода коммутатора, 5 вход 3 и подключает вход 4, к которому подключен датчик 2 акустической актиьности. При нахождении источника импупъсй акустической активности в зоне 18 контроля сигнал на выходе датчика 2 акустической активности появляется в момент действия логической единицы на выходе формирователя 1О временного интервала.После прохождения сигнала с выхода датчика 2 акустической активности через коммутатор 5, усилитель 6 электрического сигнала, блок .7 запуска на вход элемента И 9 (изменение с логического ноля на логическую единицу) этот сигнал изменяет состояние выхода элемента И 9, так как на осталь ных входах элемента И О в этот момент логические единицы. Полученный на выходе элемента И 9 импульс может использоваться или для подсчета, или дпя запуока радиопередатчика, или для запуска анализирующей схемы (не показаны). Для исключения срабатывания дополнительного формирователя 8 временного интервала во время действия погнчеокой единицы на выходе формироватепя Ю временного интервала с его выкоца поцается сигнал запрета на вход 13 запрета дополнительного формирователя 8 временного интервала. В случае, если источник импульса акустической активности не принаапежит зоне 18 контроля, сигнал н1а выходе датчика 1 акустической активности, подключенного в аггот момент коммутатором 5 ко входу усиггатепя 6 электричесукого сигнала, появится позже сигнала на выходе датчика 2 акустической активности. Дальнейшая работа устроим ва осуществляется как и в предыдущем случае, с той только разницей, что во время действия лсяг-ических ецишщ на выходах формирователя 10 временного интервала и инвертора 11 и подаваемых на два входа элемента И 9, на третьем ее входе будет логический ноль и состояние выхода элемента И 9 не изм&нится, а поступивший импупьс устройством не будет зарегистрирован. Предлагаемое устройство позволяет избирательно рагистрнровать импупьсы акустической активности, отсеивая нмпульсы помехи (от установок, потоков ВОДЬ и т. п.). не принадлежащих зоне 18 контроля. За счет поылшения помехозащиты повыщается надежность контроля. Использование прецпагаемого устройства особенно эффективно с датчиками состояния массива горны к 1iiofx a с беспроводной передачей показанай, где наряду с высокой надежностью требуется сравнительно простая электрическая схема и малое потребление ею энергии от источника питания. Для обеспечения долговременной работь. устройства в нем мсягут быть использованы операшкжные усилители и логические микросхемы, изготовленные по технологии К-МОП. Для расчета экономическсЛ эффективности в качестве базового взято устройство, осуществляющее кетггрояь состояшя горных выработок по скорости смешения пород З . $ 10416 Ввеаенне преапагаемых блоков позволяет повысить помекозаишшенность усяройства ксжтропя и тем самым увеличить, нацежность оперативного текуш го контроля состояния горных выработок, 8 что может быть использовано при упра&пении хоцом ввецения горных работ и в конечном счете привести к снижению за паса прочности цепиков и соответствшно-потерь полезного ископаемого в недрах.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ МАССИВА ГОРНЫХ ПОРОД, содержащее датчики акуссичеокой активности, усипитель электрического сигнала, блок ёапуска, формирователь временного интервала, инвертор, и эле мент И, от лич а ю ще еся тем, что, с целью повышения точности конт. роля, в устройство введены коммутатор и дополнительный формирователь временнд го интервала, при этом выходы датчиков акустической активности соединен с информационными входами коммутатора, выход которого через последовательно соединенные усилитель электрического сигнала и блок запуска соединен с первым входом элемента И и одним из входов дополнительного формирователя временного интервала, выход которого соединен с входом формирователя временного интервала непосредственно и через инвер тор с вторым входом элемента И, выход формирователя временного интервала со&, динен с третьим входом элемента И-с управляющим входом коммутатора и с другим входом дополнительного формирователя временного интервала. 3D X х

UJHI IHlLlHIZH

L

I TV

w

13

.1