Способ контроля границы порода-уголь

 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при разработке систем автоматического управления очистными комбайнами. Цель изобретения - повышение быстродействия за счет использования для контроля экспресс-оценки дисперсии. Для этого задают допустимую глубину присечки породы и определяют и задают соответствующее ей время контакта резца с породой. Измеряют амплитуду распространяющихся в воздухе упругих колебаний /УК/ в узкой полосе информативных частот и определяют ее среднее значение за время каждого оборота исполнительного органа при резании угля. Среднее значение амплитуды за последний оборот запоминают и сравнивают его с измеренным значением амплитуды УК. При превышении измеренным значением амплитуды УК запомненного среднего значения за последний оборот измеряют время превышения. Сравнивают это время с заданным временем контакта резца с породой и при превышении измеренным временем заданного формируют сигнал присечки породы. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я>5 Е 21 С 35/24

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР ЮМАМ р;,.:- ь .;.".,". ИМЯ

-„:r;,: a г (А

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2 )) 4420830/24-03 (2 ) 28.03.88, (4ф) 30.11.90. Бюл. М 44 (71) Научно-производственное объединение по,созданию и выпуску средств автоматизации горных машин "Автоматгормаш" (7 ) Н,А. Бабынин, В.И. Силаев, Д.И. Евстафьев, Г,В. Самойлов и Д.И. Фрегер (53) 622.232.72(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1382951, кл. Е 21 С 35/24, 1986.

Исследование диагностирующих параметров в шахтных условиях и разработка методов диагностики аппаратуры автоматизации горных машин. Отчет АГМ, М гос. рег.

80015209, Донецк, 1980, гл, 8. (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ГРАНИЦЫ ПОРОДА — УГОЛЬ (57 Изобретение относится к горному делу и м .б. использовано при разработке систем автоматического управления очистными

Изобретение относится к горному деву и Может быть Mcno/tb3088Ho pllA KQHTpollA границы порода — уголь при разработке систем автоматического управления очистными комбайнами.

Целью изобретения является повышеwe быстродействия эа счет использования для контроля экспресс-оценки дисперсии.

На фиг.1 представлена схема осуществления способа: на фиг,2 — функциональная схема устройства, реализующего способ.

Способ контроля границы порода— уголь заключается в следующем.

Спектральный анализ акустического сигнала при резании угольного массива показывает, что при врезании исполнительно, Я2 „„1610003 А1 комбайнами. Цель изобретения — повышение быстродействия за счет использования для контроля экспресс-оценки дисперсии.

Для этого задают допустимую глубину присечки породы и определяют и задают соответствующее ей время контакта резца с породой. Измеряют амплитуду распространяющихся в воздухе упругих колебаний (УК) в узкой полосе информативных частот и определяют ее среднее значение за время каждого оборота исполнительного органа при резании угля. Среднее значение амплитуды за последний оборот запоминают и сравнивают его с измеренным значением амплитуды УК. При превышении измеренным значением амплитуды УК запомненного среднего значения за последний оборот измеряют время превышения. Сравнивают это время с заданным временем контакта резца с породой и при превышении измеренным временем заданного формируют сигнал присечки породы. 2 ил, ro органа в породу изменяется спектральный состав акустического сигнала, При этом в диапазоне частот 2,5 — 5 кГц отношение амплитуды сигнала при резании породы к амплитуде сигнала при резании угля не ниже двух.

Амплитуда сигнала при резании угля на информативных частотах изменяется незначительно, не более чем на 207 за один оборот исполнительного органа, а при контакте с породой изменяется не менее чем íà 100 относительно амплитуды при резании угля, Период изменения амплитуды сигнала, обусловленного контактом исполнительного органа с породой, равен времени контак1610003

30

55 та и определяется глубиной врезания режущего инструмента в породу.

Фиг. 1 иллюстрирует принцип предлагаемого способа, кроме того, здесь представлены формулы расчета допустимого и предельного времени контакта резца с породой, при котором происходит разрушение режущего инструмента.

На фиг.1 обозначены:

hnp — предельно допустимая глубина присечки исполнительным органом породы;

häon — допустимая глубина присечки исполнительным органом породы (задается меньше предельной на основе требований к надежности);

R — радиус исполнительного органа (по резцам); п — скорость вращения исполнительного органа, об/мин, й- центральный угол, на который поворачивается исполнительный орган при врезании одного резца в породу на глубину

ОДОП

tK — время контакта резца с породой; т»ДОп, t»nP — ВРЕМЕНа ДОПУСТИМОГО И ПРЕдельно допустимого контакта резца с породой.

Из приведенных расчетов видно, что время контакта

60 h ип

t» = — arccos (1 — — ).

Подставляя в эту зависимость значения параметров очистного комбайна, например 1К101, и глубины врезания в породу от 5 мм до 50 мм, получают следующий диапазон значений t» для этого комбайна:

25.10с tê — - 100 10с

Подставив значения соответствующих параметров, можно получить значение т» для любого типа комбайна, причем время контакта будет намного меньше периода, вращения исполнительного органа. Именно поэтому существенно повышается быстродействие по сравнению с прототипом.

Функциональная схема устройства, реализующего способ, приведена на фиг.2. Устройство содержит микрофон 1, связанный через усилитель 2 с полосовым фильтром 3, выход которого соединен через блок 4 усреднения и блок 5 памяти с первым входом блока 6 сравнения, второй вход которого соединен с выходом полосового фильтра 3, а выход блока 6 сравнения — с входом таймера 7, выход которого соединен с первым входом блока 8 сравнения, на второй вход которого подается сигнал с выхода блока 9 задания времени контакта, причем выход блока 8 сравнения соединен с первым входом блока 10 управления, второй вход которого соединен с выходом блока 11 разрешения, а выход блока 10 управления — с входом исполнительного механизма 12.

Устройство, реализующее предлагаемый способ, работает следующим образом.

При включении комбайна блок 11 разрешения через блок 10 управления подает сигнал на исполнительный механизм 12 для отвода исполнительного органа от породы и после врезания исполнительного органа в разрушаемый массив угля подает разрешающий сигнал на второй вход блока 10управления, с выхода которого подается сигнал на исполнительный механизм 12 для приближения исполнительного органа к породе.

Преобразованный микрофоном 1 сигнал, пропорциональный величине упругих колебаний, распространяющихся в воздухе в процессе резания, усиливается усилителем 2 и подается на вход полосового фильтра 3, который выделяет сигнал в узкой полосе информативных (с точки зрения контроля границы порода — уголь) частот. Для усреднения за время одного оборота этот сигнал подается на вход блока 4 усреднения, и это усредненное значение амплитуды сигнала запоминается в блоке 5 памяти.

Измеряемое значение амплитуды упругих колебаний с выхода полосового фильтра

3 сравнивается в блоке 6 с последним запомненным в блоке 5 средним значением амплитуды сигнала, и при превышении измеренным значением запомненного среднего значения таймером 7 измеряется время превышения и сравнивается в блоке

8 сравнения с заданным в блоке 9 задания времени контакта допустимым временем контакта резца с породой. При превышении измеренным временем заданного констатируется присечка породы и на выходе блока

8 сравнения появляется сигнал, поступающий на первый вход блока 10 управления, который формирует сигнал, поступающий на исполнительный механизм 12 для отвода исполнительного органа от породы.

Дальнейшее управление комбайном производится по одному из известных crioсобов управления, позволяющих использовать предлагаемый способ контроля.

Формула изобретения

Способ контроля границы порода— уголь, основанный на измерении амплитуды распространяющихся в воздухе упругих колебаний в узкбй полосе информативных частот, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия за счет исполь1610003

1 = ——

n zi

4 oon. !

J 2аисы (l g / » йп.= a7ccos jf — 4Й" ) E +.= —. azccos(1- ) Еп

euf. 7 фиг 2

Составитель O.Êàïêàíåö

Техред M.Ìoðãåíòàë

Корректор Л.Патай

Редактор M.Öèòêèíà

Тираж 389

Заказ 3715

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 зования для контроля экспресс-оценки дисперсии, задают допустимую глубину присечки породы, определяют и задают соотг ветствующее заданной допустимой глубине время контакта резца с породой, определяют среднее значениеамплитудыупругих колебаний за время каждого оборота исполнительного органа при резании угля, запоминают среднее значение амплитуды за последний оборот, сравнивают измеренные значения амплитуды упругих колебаний со средним значением амплитуды за последний оборот, при превышении измеренным значением амплитуды запомненного среднего значения за

5 последний оборот измеряют время превышения, сравнивают его с заданным временем контакта резца с породой и при превышении измеренным временем заданого формируют сигнал присечки поооды.