Устройство для определения координат горных ударов Советский патент 1982 года по МПК G01V1/24 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КООРДИНАТ ГОРНЫХ УДАРОВ

1

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано на рудных и нерудных месторождениях для определения координат горных ударов, возникающих в толще горного массива на больщих глубинах.5

Известно устройство для определения координат источника акустической эмиссии, принцип работы которого заключается в пространственно разнесенном приеме сиг- ю налов акустической эмиссии, селекции принимаемых сигналов по их амплитудным, временным и спектральным параметрам, измерении задержек между моментами поступления сигнала в различные каналы приема, вычислений, преобразований и накоплений 15 отсчетов координат источников излучения 1.

Однако данное устройство не может быть использовано для определения коор- о динат горных ударов в сложных условиях подземных выработок из-за высокого уровня технологических помех и невозможности учета геологотехнологических особенностей горного массива.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для определения координат горных ударов, состоящее из первичных сейсмопреобразователей, соединенных с блоком обработки аналоговых сигналов, выходы которых соединены с компараторами, соединенными с входами счетчика с индикацией и памятью, выходы которого подключены к системе регистрации данных и управляющему устройству.

Данное устройство может быть использовано для определения и локализации источников акустической эмиссии, работа его основана на измерении времени превышения амплитудой сигналов акустической эмиссии определенных и предварительно заданных пределов 2.

Однако работа данного устройства в условиях интенсивных технологических помех и существенной неоднородности горного массива на глубоких подземных горных предприятиях затруднена.

Целью изобретения является повышение помехозащищенности и точности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для определения координат горных ударов, состоящее из первичных сеисмопреобразователей, соединенных с блоком обработки аналоговых сигналов, выходы которых соединены с компараторами, соединенными с входами счетчика с индикацией и намятыо, выходы которого подключены к системе регистрации данных и управляющему устройству, снабжено программным блоком и блоком автоматического управления порогом срабатывания компараторов, состоящим из сумматора, на входы которого подключены выходы блока обработки аналоговых сигналов, схемы И, на входы которой подключены выходы компараторов, формирователя ступенчатого напряжения, компаратора управляющего напряжения, триггера и двух ключей управления, причем зап 1кающий вход формирователя ступенHaTCiiO напряжения и один из входов триггера соединены с выходом схемы И, а выход формирователя ступенчатого напряжения соединен с входом одного из ключей управления и с одним из входов компаратора уг1равляюнд,его напряжения, другой вход которого подключен к выходу сумматора, а выход указанного компаратора соединен с останавливающим входом формирователя стуненчатого напряжения и с другим входом триггера, выход которого подключен к управляющим входам ключей управления, выходь ключей соединены с входами компараторов, а выход программного блока соединен с управляющим входом формирователя стуг1(М1чато1о напряжения.

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Уст1)ойство состоит из восьми первичных сейсмопреобразователей 1, из восьми блоков 2 обработки аналоговых сигналов, восьми блоков компараторов 3 с ручной и автоматической регулировкой порога срабатывания, блока 4 автоматического управления порогом срабатывания компараторов, программного блока 5, управляющего устройства 6, блока 7 счетчиков с индикацией и памятью, системы 8 регистрации данных и блока 9 вывода на ЭВМ.

Блок 4 автоматического управления порогом срабатывания комнараторов включает сумматор 10 аналоговых сигналов по восьми приним;1емым каналам, схему И 11, компаратор 12 управляющего напряжения, формирователь 13 ступенчатого нанряжения, триггер/ 14 и ключи управления 15 и 16.

В устройстве восемь сейсмопреобразователей 1 соединены с восемью блоками 2 обработки аналоговых сигналов, выходы которых соединены с восемью входами блока 4 автоматического управления и с восемью блоками компараторов 3, выходы которых соединены с восемью входами блока 4. Восемь выходов блоков компаратоj)OB 3 соединены с весемью входами унравляющего устройства 6, восемь выходов которого соединены с блоком счетчика 7, выходы которого соединены с входами блока регистрации 8 и устройства 9 вывода на ЭВМ.

В блоке 4 восемь выходов с блоков 2

соединены с восемью входами сумматора 10, выход которого подключен к компаратору 12, к второму входу которого подключен выход формирователя 13, а выход соединен с входом формирователя 13 и входом триггера 14. Восемь входов схемы И соединены с восемью входами компараторов 3, а выход соединен с формирователем 13 и входом триггера 14, выход которого соединен с входами ключей 15 и 16. Вход формирователя 13

соединен с выходом программного блока 5.

Устройство работает следующим образом.

Механические колебания, возникающие в массиве горных нород под влиянием возмущения, принимаются первичными сейсмопреобразователями 1 различной амплитуды и в разное время, обусловленное их пространственным расположением, и преобразуются в электрические сигналы.

В блоке 2 обработки аналоговых сигналов усиливается до необходимого уровня, фильтруется в заданной полосе частот, формируется модуль мгновенного значения напряжения.

0 В блоке компаратора 3 обрабатываемый сигнал пропускается в случае превышения по амплитуде устанавливаемого заранее порога срабатывания и преобразуется в импульсный.

В дежурном режиме, когда сигналов с преобразователей 1 нет, на сравнивающие входы компараторов 3 нодается через ключ 16 исходное пороговое напряжение, величина которого может регулироваться.

0 В момент прихода первого сигнала динамического проявления с одного из сейсмопреобразователей 1 наибольшей амплитуды компаратор 3 срабатывает. Передним фронтом сейсмоимпульса через схему И II осуществляется запуск формирователя 13

5 ступенчатого напряжения и дается разрешение на опрокидывание триггера 14.

С блока 2 обработки аналоговых сигналов измеряемый сигнал через сумматор 11 поступает на один из входов компаратора 12 управляющего напряжения. На другой вход компаратора 12 поступает ступенчато изменяющееся напряжение с блока 13, закон изменения которого задается с помощью программного блока 5.

Нри совпадении сигналов компаратор 12

5 срабатывает и останавливает формирователь 13.

Сформированное постоянное управляющее напряжение поступает на ключ 15.

Одновременно сигнал с компаратора 12 опрокидывает триггер 14, при этом ключ 15 замыкается, а ключ 16 размыкается.

Сформированное управляющее напряжение через ключ 15 с блока 13 поступает на компараторы 3 и понижает уровень срабатывания.

В управляющем устройстве 6 измеряются в;..менные интервалы между импульсами, поступившими с компараторов 3 кажд,ого канала. Измеряется относительное время, т. е. временные интервалы но отнощению к моменту приема импульса первым сейсмопреобразователем. Информация заносится в счетчик 7 и в блок 8, а также поступает в блок 9.

Определение координат горных ударов осуществляется расчетным путем на ЭВМ.

Таким образом, в данном устройстве осуществляется автоматическое изменение уровней срабатывания компараторов в зависимости от геологотехнологических особенностей подземного горного предприятия, обеспечивая повыщение точности определения координат горных ударов в условиях интенсивных технологических гтомех и существенной неоднородности горного массива.

Формула изобретения

Устройство для определения координат горных ударов, состоящее из первичных сейсмопреобразователей, соединенных с блоком обработки аналоговых сигналов, выходы которых соединены с компараторами, соединенными с входами счетчика с индикацией и памятью, выходы которого

подключены к системе регистрации данных и управляющему устройству, отличающееся тем, что, с целью повыщения помехозащищенности п точности устройства, оно снабжено программным блоком и блоког,; автоматического управления порогом срабатывания компараторов, состоящим из сумматора, на входы которого подключены выходы блока обработки аналоговых сигналов, схемы И, на входы которой подключены выходы компараторов, формирователя ступенчатого напряжения, компаратора управляющего напряжения, триггера и двух ключей управления, причем запускающий вход формирователя ступенчатого напряжения и одип из входов триггера соединены с выходом схемы И, а выход формирователя CTynen-urroixj напряжения соединен с в.ходом одп()Ч) :-1з ключей управления и с одним 11 в.хо.юв компаратора управляющего напряжения, другой вход которого подключен к вы.ол су.мматора, а выход указанного компаратора соединен с останавливающим входом формирователя ступенчатого напряжения и с другим входом триггера, выход которого подключен к управляющим входам ключей управления, выходы ключей соединены с входами компараторов, . к; ход нрограммного б.-юка соединен с управляющим входом формирователя ступенч;:того напряжения.

Источники информации, принятьие во внимание при экспертизе

2.Каталог фирмы Брюль и Кьер, 19/9. модель 4429 (прототип).