Устройство для прогнозирования удароопасности горных пород Советский патент 1985 года по МПК E21C39/00 

Изобретение относится к горному делу и предназначено для прогнозирования удароопасности горных пород в подземных вьфаботках шахт.

Цель изобретения - повьшение точности прогнозирования.

На фиг. 1 изображена структурная .схема устройства для прогнозирования удароопасности Массива горных пород; на фиг. 2 - диаграммы выходных сигналов элементов структурной схемы при работе устройства во.время действия слабой искровой помехи.

Устройство для прогнозирования удароопасности горных пород содержит последовательно соединенные антенну с предварительным усилителем 1, усилитель-преобразователь 2, элемент И 3, блок 4 формирования запирающих импульсов, выход которого соединен с вторым входом элемента И 3, .линейный усилитель 5, вьпсод которого подключен к входу амплитудного дискриминатора 6 с регулируемым порогом, последовательно соединенные усилительформирователь 7, генератор 8 с внешней синхронизацией, второй элемент И .9 и элемент ИЛИ 10, подключенный вторым входом к первому выходу амплитудного дискриминатора 6 с регулируемым порогом, второй .вьпсод которого соединен с вторым входом второго элемента и 9, а выходом - к третьему входу элемента И 3, соединенного с входом прямого счета счетчика 11, реверсивньй вход которого подключен к выходу третьего элемента И 12 и к реверсивному входу счетчика-корректора 13, соединенного с дешифратором 14, который первым выходом подключен к первому входу второго элемента ИЛИ 15, соединенного с входом обнуления счетчика-корректора 13, а вторым выходом к первым входам третьего 12 и четвертого 16 элементов И, причем второй вход четвертого элемента И 16 соединен с вторым выходом амплитудного дискриминатора 6 с регулируемым порогом, с вторыми входами второго элемента ШШ 15 и третьего элемента И 12 и с командным входом счетчика-корректора 13, вход прямого счета которо го подключен k первому выходу элёмента ИЛИ 10, при этом третий вход третьего элемента И 12 соединен с генератором 17, а выход четвертого элемента И 16 - с командным входом счет чика 11.

При наличии сильной искровой помеи, устройство работает следующим обазом.

Сигнал сильной искровой помехи пребразуется антенной в радиосигнал, с1тивается предварительным усилитеем и поступает на входы i усилителяпреобразователя 2, линейного усилителя 5, усилителя-формирователя 7 и блока 4 формирования запирающих импульсов. Усилитель-преобразователь 2 силивает, радиосигнал и вьщеляет его огибающую. С выхода усилителя-преобразователя 2 радиосигнал поступает на вход элемента И 3. В случае превьщ1ения а:мплитудой входного сигнала заранее заданной величины блок 4 формирования запирающих импульсов вырабатывает запирающий импульс (уровень логического нуля), длительность которого соответствует длительности входного сигнала. Запирающий импульс поступает на второй вход элемента И 3, на выходе которого сохраняется уровень логического нуля на время запирающего импульса, и, следовательно, сигнал сильной искровой помехи не воспри нимается счетчиком 11. Если же амплитуда входного сигнала (сигнал электро магнитной эмиссии.) не превьш1ает заранее заданной величины, на выходе блока формирования запирающих импульсов поддерживается постоянное напряжение, соответствующее уровню логической единицы. В этом случае входной сигнал, кроме обработки в усилителе-преобразователе 2, усиливается линейным усилителем 5 и поступает на вход амплитудного дискриминатора 6 с регулируемым порогом, на первом выходе которого выделяется огибающая сигнала, который через элемент ИЛИ 10 поступает на третий вход элемента И 3 и далее на вход прямого счета счетчика 11.

При наличии слабой периодической помехи устройство работает следукицим образом.

Периодический сигнал слабой искровой помехи преобразуется антенной в периодическую последовательность ра- . диоимпульсов, усиливается предварительным усилителем 1 и поступает на входы усилителя-преобразователя 2, линейного усилителя 5, усилителя-формирователя 7 и блока 4 формирования запирающих импульсов, на выходе которого поддерживается постоянное напряжение, соответствующее уровню логи3

ческой единицы, так как амплитуда входного сигнала меньше заданной величины. С выхода усилителя-преобразователя 2 периодический сигнал поступает на первый вход элемента И 3. Одновременно периодический сигнал усиливается линейным усилителем 5, поступает на вход амплитудного дискриминатора 6 с регулируемым порогом, где по необходимому числу периодических импульсов устанавливается амплитудный порог iio импульсу с максимальной амплитудой. С первого выхода амплитудного дискриминатора 6 с регулируемым порогом сигнал поступает на второй вход элемента ИЛИ 10, а после установления амплитудного порога выдается команда Реверс(уровень логической единицы) на второй вход второго элемента И 9. Кроме того, при поступлении периодического сигнала усилитель-формирователь 7 из последовательности импульсов формирует импульеы запуска генератора 8 с внешней синхронизацией. Последний вырабатывает запирающие импульсы, длительность которых Соответствует длительности входных импульсов (уровень логического нуля), которые поступают на первый вход второго элемента И 9, причем в промежутках между запирающими импульсами напряжение на выходе генератора 8 с внешней синхронизацией соответствует уровню логической е;: иниды. При этом с выхода второго элемента И 9 сигнал поступает на второй вход первого элемента ИЛИ 10 и на третий вход элемента И 3, на выходе которого формируются импульсы уровня логического нуля в моменты прихода импульсов периодической помехи, блокирующие вход прямого счета счетчика 11 на время длительности .импульса. Однако счетчик 11 зарегистрирует импульсы помехи, необходимые для формирования амплитудного порога, при этом показания счетчика 11 Корректируются следующим образом. Сигнал с первого выхода амплитудного дискриминатора 6 с регулируемым порогом поступает на вход прямого счета счетчика-корректора 13, а с второго выхода команда Реверс поступает на командный вход счетчика-корректора 13 и на вторые входы третьего 12 и четвертого 16 элементов И, счетчик-корректор 13 переходит в реверсивный режим, т.е. его вход прямого счета блокируется, а реверсивный

88320.4

вход деблокируется. В зависимости

от числа импульсов, сосчитанных счет чиком-корректором 13, на выходе дешифратора 14, соответствующем числу импульсов, будет уровень логического нуля, а на втором выходе дешифратора 14, соответствующем нулевому состоянию счетчика-корректора 13, - уровень логической единицы. С второго JJJ выхода дешифратора 14 сигнал поступает н-а первые входы четвертого элемента И 16 и третьего элемента И 12, на третий вход которого постоянно поступают импульсы с генератора 17. При наличии на входах четвертого

5 элемента И 16 уровня логической единицы с его выхода поступает сигнал на командный вход счетчика 11. По- следний переходит в реверсивный режим. При наличии уровня логической

0 единицы на первом и втором входах третьего элемента И 12 с выхода последнего импульсы генератора поступают на реверсивные входы счетчика 11 и счетчика-корректора 13, при этом каждый импульс генератора 17 уменьшает показания счетчиков 11 и 13 на

единицу до тех пор, пока не обнулится счетчик-корректор 13.На втором выходе дешифратора 14 и на первых

0 входах третьего 12 и четвертого 16 элементов И появляется уровень логического нуля, что блокирует прохождение импульсов с генератора на выход третьего элемента И 12 и переключает

5 счетчик 11 в режим прямого счета. Счетчик-корректор 13 находится в реверсивном режиме до тех пор, пока существует периодическая помеха. При совпадении сигнала электромагнитной

0 эмиссии с импульсами помехи амплитуда суммарного сигнала будет превьшать установленный в амплитудном дискриминаторе 6 амплитудный порог, при этом на первый вход первого элемента ИЛИ

5 10 и далее через схему И 3 на вход прямого счета счетчика 11 поступает импульс. При приеме сигнала электромагнитной эмиссии в промежутках между импульсами периодической помехи

0 появляется импульс на первом входе

элемента И 3, на третьем входе которого в этот момент поддерживается уровень логической единицы, поступающий с выхода первого элемента ИЛИ 10. С

5 выхода элемента И 3 сигнал электромагнитной эмиссии поступает на вход прямого счета счетчика 11. При регистрации только сигналов электромагнитной эмиссии или сильных непериодических искровых помех сигналы rtoctyпают также на вход прямого счета счетчика-корректора 13. Как только последний сосчитает заранее заданное

рого элемента ИЛИ 15 формируется уровень логического нуля,при этом на втором входе отсутствует команда Реверс и счетчик-корректор 13 обнуляется . число импульсов, на первом входе вто

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ УДАРООПАСНОСТИ ГОРНЫХ ПОРОД, содержащее усилитель-преобразователь, .блок формирования запирающих импульсов, счетчик и линейный усилитель, отличающееся тем, что, с целью повышения точности прогнозирования, оно снабжено антенной с предварительным усилителем, усилителем- формирователем, амплитудным дискриминатором с регулируемым порогом, генератором с внешней синхронизацией, двумя элементами ИЛИ, четырьмя элементами И, генератором, счетчиком-корректором и дешифратором, причем выход антенны с предварительным усилителем соединен с входами блока формирования запирающих импульсов, линейного усилителя, усилителя-формирователя и усилителя-преобразователя, вьиод которого соединен с первым входом первого элемента И, выход которого подключен к первому входу счетчика, выход блока формирования запирающих импульсов соединен с. вторым входом элемента И, выход линейного усилителя связан с входом амплитудного дискриминатора с регулируемым порогом , первый выход которого подключен к первому входу первого элемента ИЛИ и к первому входу счетчика-корректора, а второй выход - к первым входам второго, третьего и четвертого элементов И и второго элемента ШШ и к второму входу счетчика-корректора, выход которого соединен с дешифратором, первый выход которого соединен с втос S рым входом второго элемента ШШ, выход которого подключен к третьему. (Л входу счетчика-корректора, а второй выход дешифратора связан с вторыми входами третьего и четвертого элементов И, выход третьего элемента И подключен к второму входу счетчика, а выход четвертого элемента И соединен с четвертым входом счетчика-корректо00 00 ра и с третьим входом счетчика, выход генератора соединен с третьим входом четвертого элемента И, выход со to усилителя-формирователя связан через генератор с внешней синхронизацией с вторым входом второго элемента И, выход которого подключен К второму входу первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с третьим входом первого элемента И.