Способ контроля выбросоопасности угольного пласта Советский патент 1990 года по МПК E21F5/00 E21F9/00 

Изобретение относится к технике безопасности в горной промышленности, а именно к устройствам контроля выбросоопасности угольных пластов непосредственно при выемке угля очистными машинами, и может быть использовано в опасных по внезапным выбросам угольных шахтах для обеспечения безопасности труда шахтеров и увеличения производительности выемочных машин за счет исключения ложных тревог из-за несовершенства существующих средств контроля выбросоопасности уголь- .

ных пластов.

Целью изобретения является повышение надежности контроля за счет обнаружения и определения выбросоопасности локальных зон суфляров.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства контроля выбросоопасности угольного пласта: на фиг, 2 - функциональная схема блока определения градиента.

Устройство контроля выбросоопасности (фиг, 1) содержит пирокойную камеру 1 (ПК), генератор синхронизирующих импульсов 2 (ГИ), аналого-цифровой преобразователь 3 (АЦП), блок определения градиента 4 (БГ) блок сравнения 5 (БС), задатчик градиента 6 (ЗГ) и блок индикации и сигнализации

7 (БИС).

Выход пироконной камеры 1 соединен со входом аналого-цифрового преобразователя 3. Синхронизирующие входы пироконной камеры 1. аналого-цифрового преобразователя 3 и блока определения градиента 4 соединены с выходами генератора 2 синхронизирующих импульсов. Выходы аналого-цифрового преобразователя 3

(

4iw СЯ

динены со входами блока 4 определения градиента, выходы которого соединены с перпыми входами блока сравнения 5. Вторые входы блока сравнения 5 соединены с выходами задатчика градиента 6. Выходы блока сравнения 5 соединены со входами блока индикации и сигнализации.

Блок определения градиента 4 (фиг. 2) выполнен в виде двух элементов НЕ 8 и 9, первого сумматора 10 (СУМ), первого блока определения модуля числа 11 (БОМ) и-цепи из последовательно соединенных последовательных регистров 12 - 14 (ПР), второго сумматора 15 (СУМ), второго блока определения модуля числа 16 (БОМ) и треть,его сумматора 17 (СУМ).

Вход первого последовательного регистра 12 является входом блока 4 опреде.ае- ния градиента и соединен со входом первого элемента НЕ 8. Синхронизирующие входы последовательных регистров 12 - 14 соединены между собой и подключены к выходу кадровый синхроимпульс генератора синхронизирующих импульсов 2. Выход первого последовательного регистра 12 соединен с первым входом первого сумматора 10. Выход первого элемента НЕ 8 сое- ди к е 5-; со вторым входом второго сумматора 15. Выход второго последовательного регистра 13 соединен со входом второго элемента НЕ 9, выход которого соединен со вторым входом первого сумматора 10. Выход первого сумматора 10 соединен со вторым 1зходом третьего сумматора 17, выход которого является выходом блока 4 определения градиента.

Способ контроля выбросоопаснос.ти угольного пласта реализуют в следующей последовательности.

Пироконную камеру наводят на свеже- обизженную грудь забоя. С помощью пирс- конной камеры формируют термопортрет груди забоя в инфракрасном диапазоне длин волн и преобразуют термопортрет груди забоя в стандартный телевизионный сигнал.

Для каждого элементного телевизионного сигнала определяют его градиент в пределах матрицы из пхп элементов по горизонтали и вертикали.

Задают пороговое значение для ента, сравнивают получе.нный градиент с пороговым значением. При увеличении градиента над пороговым значением сигнализируют о наличии локальной выбросо- п а с н о и зоны суфляра, по величине .;резышения градиента над пороювым зна .; судят о выбросоопасности, лока/ib- ной зоны (суфляря).

Пироконная камера 1 наводится на свежеобнаженную грудь забоя. Объектив камеры 1 формирует термопортрет груди забоя в инфракрасном диапазоне длин волн

5 (например, 8-14 мкм) на фотокатоде пирокона. Схема камеры преобразует термопортрет груди забоя в стандартный телевизионный сигнал, в котором напряжениео любого элементного телевизионного сигна10 ла (соответствующего элемейту изображения на экране телевизора) Ux.y (где х - номер элемента в строке, у - номер строки изображения) обратно пропорционально темпера- туре соответству:глиего участка на груди

15 забоя.

Стандаргный тетэвизионный сигнал с Всгхода п -фоконной .-амеры 1 подается на вход амалого цифрового преобразователя 3, где осуществляется преобразование каж- 20 дого аналогового элементного сигнала Ux,y (его напряжения) в цифровое значение. Частота дискретизации (аналого-цифрового преобразования) задается частотой импульсов нэ выходе элементные синхроимпуль- п сы генератора 2, которые поступают на первый синхповход АЦП 3. На второй синх- ровход АЦП 3 поступают кадровые синхроимпульсы с гемератора 2. На выходах АЦП 3 формируются цифрозые сигналы, каждый 0 из которых f-x,y разен амплитуде напряжения соотЕетст8 1ои.1.его элементного телевизионного сигнала Ux.y на входе АЦП 3.

С|,1гнал.ы Fx.y с вуходов.АЦП 3 поступают на Еходы блока 4 определения градиента4. Ь На фиг. 2 доказана схема блока определения градиента. Последовательно .включенные рег лстры 12 и 13 осуществляют задержку сигналов Fx.y на п строк, а регистр 14 осуществляет задерж,ку этих сигналов на п 0 элементов. Это позволяет одновременно с входным текущим сигналом Fx.y. формировать также сигналы Fx.y+n, Рх-ьп,у и Fx+n,y+n, т.е. формировать сигналы матрицы размером п X п элементов для определения гради- 5 ента.

Величина градиента формируется сумматорами 10, 15 и 17 и элементами НЕ 8 и 9. Происходит зтоследу.;ощим образом. На выходах регистра 12 формируются сигналы 0 -х+л,у, на выходе peri iCTpa 13 формируются сигналы ; х+п, на регистра 14 формируются сигналы Fx4n.y+n. Элемент НЕ 8 инвертирует с:- гнал Fx.y в сигнал -Fx.y. Элемент НЕ 9 инвертирует сигнал Fx.y+n в 5 сигнал -Fx-v- п.

Таким образо;., :на п-оды сумматора 15 поступают сигналы - Гх,у и Fx+n,y+n, а на его выходе формиру-йт; I суммарный сигнал I я вхг ды сумматора 10 по(Fx+n.yfR- Fx ступают сигналы

х.у+п, а на его

выходе формируется суммарный сигнал (Fx+n.y-Fx,y+n). В блоках 11 и 16 определяются модули сигналов, т.е. на их выходах формируются цифровые значения входных сигналов без учета их знаков. На вход бло- .ка. 16 поступает сигнал (Fx+n,y+n-Fx,y), а на его выходе формируется сигнал I Fx+n,y+n-Fx,y I. На вход блока 11 поступает сигнал (Fx+n,y-Fx.y+n), а на его выходе формируется сигнал I Fx+n,y-Fx,y+n I.

Сигналы с выходов блоков 11 и 16 определения значений модулей поступают на входы сумматора 17, на выходе которого формируется значение градиента в пределах матрицы из п х п элементов: GRn,n I Fx+n,y+n-Fx,y I + I Fx+n,y-Fx,y+n 1.

Значение градиента GRn.n с выхода сумматора 17 подается на вход блока сравнения 5, на второй вход которого с задатчика 6 поступает пороговое значение градиента GRn. В блоке 5 происходит сравнение цифровых значений GRn.n и GRn. Если выполняется условие GRn.n GRn, то на выходе блока сравнения 5 появляется сигнал, численно равный разности (GRn.n - GRn), который

сигнализируется и индицируется блоком 7 индикации и сигнализации.

Формула изобретения Способ контроля выбросоопасности угольного пласта, включающий формирование термопортрета груди забоя в инфракрасном диапазоне волн после обнажения в процессе разработки пласта и преобразование термопортрета в стандартный телевизионный сигнал, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности контроля за счет обнаружения и определения выбросоопасности локальных зон суфляров, задают пороговое значение для градиента телевизионного сигнала в пределах произвольной матрицы, определяют текущее значение градиента для каждого элемента стандартного телевизионного сигнала в пределах той же произвольной матрицы, сравнивают текущее значение градиента с пороговым и при его превышении судят о наличии, а по величине превышения текущего градиента над пороговым судят о выбросоопасности локальных зон суфляров.

Изобретение относится к технике безопасности в горной промышленности и предназначено для контроля выбросоопасности угольных пластов (ВУП) непосредственно при выемке угля очистными машинами. Цель - повышение надежности контроля за счет обнаружения и определения ВУП. Для этого в процессе разработки пласта после обнажения формируют термопортрет груди забоя в инфракрасном диапазоне волн и преобразовывают его в стандартный телесигнал (ТС). Задают пороговое значение для градиента ТС в пределах произвольной матрицы и сравнивают его с текущим значением градиента для каждого элемента стандартного ТС. При превышении текущим значением градиента ТС его порогового значения судят о наличии локальной выбросоопасной зоны суфляра, а по величине превышения судят о выбросоопасности локальной зоны суфляра. 2 ил.

Фш.

00

Cvi

/

C31

«N4

ЛГ

ьо

M/ ч

7 s

«