RU2221149C1

RU2221149C1 - Method of transmission of messages to underground workings

Info

Publication number: RU2221149C1
Application number: RU2002115588/03A
Authority: RU
Inventors: Д.Н. Волынский; А.В. Волынска; А.В. Волынская
Original assignee: Уральский государственный университет путей сообщения
Priority date: 2002-06-11
Filing date: 2002-06-11
Publication date: 2004-01-10
Also published as: RU2002115588A

Abstract

FIELD: communication systems which utilize ground in the capacity of transmitting medium, methods of signal sending in tunnels and mines. SUBSTANCE: salient feature of invention lies in formation of low-frequency signal on ground surface, in its conversion to high-frequency signal in underground workings and in its transmission to receiving device. Proposed method makes it feasible to ensure reliable operation and emergency transmission of messages to mine workings which enhances industrial safety measures and timeliness of control over activities of personnel underground. EFFECT: enhanced reliability of operation and emergency communication with personnel in mine workings. 2 dwg

Description

Изобретение относится к системам связи, в которых передающей средой является земля, а именно к способам подачи сигналов, используемых в рудниках или туннелях.The invention relates to communication systems in which the transmission medium is earth, and in particular to methods for signaling used in mines or tunnels.

Известен способ шахтной беспроводной связи с горными выработками, включающий формирование и передачу аварийного сигнала звуковой частоты и прием сигнала на приемное устройство в горных выработках (а.с. СССР №578455, кл. Е 21 С 35/24, 1975 г.). Недостатком способа является то, что передается только сигнал аварии и нет возможности организовать оперативную технологическую связь со всеми работниками в горных выработках.A known method of mine wireless communication with mine workings, including generating and transmitting an audio frequency alarm signal and receiving a signal to a receiving device in mine workings (AS USSR No. 578455, class E 21 C 35/24, 1975). The disadvantage of this method is that only the accident signal is transmitted and there is no way to organize operational technological communication with all workers in the mine workings.

Известен также способ шахтной оперативной и аварийной беспроводной связи с горными выработками, включающий формирование и передачу аварийных и речевых электромагнитных сигналов звуковой частоты и их прием в горных выработках (а.с. СССР №876999, кл. Е 21 С 35/24, опубл. 30.10.81, БИ №40) - прототип. Недостатком данного способа является то, что электромагнитные сигналы звуковой частоты при прохождении через землю с увеличением глубины быстро и неравномерно затухают. Это приводит к тому, что даже при высокой мощности передатчика уровень сигнала, поступающего в горные выработки, недостаточен для надежной связи. Положение усугубляется тем, что в звуковом диапазоне частот в горных выработках очень высок уровень электромагнитных помех. По этим причинам в горных выработках образуются многочисленные “мертвые зоны”, в которых связь вообще невозможна. Кроме того, прием голосовых сообщений на фоне высокого уровня акустических шумов в горных выработках крайне затруднен, а при отсутствии обратного канала связи это снижает достоверность принимаемой информации, что, например, в аварийной ситуации может привести к тяжелым последствиям.There is also a method of mine operational and emergency wireless communication with mine workings, including the formation and transmission of emergency and voice electromagnetic sound frequency signals and their reception in mine workings (as USSR AS No. 876999, class E 21 C 35/24, publ. 10.30.81, BI No. 40) - a prototype. The disadvantage of this method is that the electromagnetic signals of sound frequency when passing through the ground with increasing depth quickly and unevenly attenuate. This leads to the fact that even with high transmitter power, the level of the signal entering the mine workings is insufficient for reliable communication. The situation is aggravated by the fact that in the sound frequency range in mine workings the level of electromagnetic interference is very high. For these reasons, numerous “dead zones” are formed in the mine workings, in which communication is not possible at all. In addition, receiving voice messages against the background of a high level of acoustic noise in mine workings is extremely difficult, and in the absence of a reverse communication channel, this reduces the reliability of the received information, which, for example, in an emergency can lead to serious consequences.

Цель изобретения - повышение надежности оперативной и аварийной связи с персоналом в горных выработках.The purpose of the invention is to increase the reliability of operational and emergency communications with personnel in the mine workings.

Поставленная цель достигается тем, что вводят преобразование сигнала в подземных выработках.This goal is achieved by introducing signal conversion in underground workings.

Сущность изобретения заключается в том, что сигнал на поверхности земли формируют низкочастотным, а в подземных выработках его преобразуют в сверхвысокочастотный и затем передают на приемное устройство.The essence of the invention lies in the fact that a signal on the surface of the earth is formed by a low-frequency, and in underground workings it is converted into a microwave and then transmitted to a receiving device.

На фиг.1 представлена схема передачи сообщений в подземные выработки. С помощью передающего устройства 1 сигнал I низкой частоты передается через землю 2 в горные выработки 3 на устройство 4 преобразования частоты, в котором сигнал I низкой частоты преобразуется в сверхвысокочастотный сигнал II и уже затем передается на приемное устройство 5.Figure 1 presents a diagram of the transmission of messages to underground workings. Using the transmitting device 1, the low-frequency signal I is transmitted through the earth 2 to the mine workings 3 to the frequency conversion device 4, in which the low-frequency signal I is converted into a microwave signal II and then transmitted to the receiving device 5.

На фиг.2 представлены: спектр сигнала I, спектр сигнала II, а также, для сравнения, спектр сигнала звуковой частоты в известном способе. Как известно в звуковом спектре частот, передаваемый с поверхности земли в горные выработки сигнал с увеличением глубины быстро и неравномерно по спектру затухает. При этом неравномерность затухания может достигать нескольких порядков. Кроме того, в звуковом спектре частот очень высок уровень электромагнитных помех. Все это требует усложнения приемного устройства. Применение же сигнала I низкой частоты, спектр которого расположен ниже 50 Гц, позволяет не только снизить затухание сигнала, но и избавиться от помех. Преобразование сигнала I низкой частоты в сверхвысокочастотный сигнал II позволяет отказаться от специализированных дорогих приемных устройств и использовать малогабаритные дешевые типовые приемные устройства, например пейджеры. Кроме того, текстовое сообщение в условиях подземных выработок имеет существенные преимущества перед голосовым сообщением.Figure 2 presents: the spectrum of signal I, the spectrum of signal II, and also, for comparison, the spectrum of the audio signal in a known method. As is known in the sound frequency spectrum, the signal transmitted from the surface of the earth to the mine workings attenuates rapidly and unevenly in the spectrum with increasing depth. In this case, the non-uniformity of attenuation can reach several orders of magnitude. In addition, the level of electromagnetic interference in the sound frequency spectrum is very high. All this requires the complexity of the receiving device. The use of a low-frequency signal I, the spectrum of which is located below 50 Hz, allows not only to reduce the signal attenuation, but also to get rid of interference. Converting a low-frequency signal I to an ultra-high-frequency signal II allows you to abandon specialized expensive receiving devices and use small-sized, cheap standard receiving devices, such as pagers. In addition, text messaging in underground workings has significant advantages over voice messaging.

Таким образом, предлагаемый способ позволит обеспечить надежную оперативную и аварийную передачу сообщений в горные выработки, что повысит безопасность труда и оперативность управления деятельностью персонала.Thus, the proposed method will provide reliable operational and emergency transmission of messages to the mine workings, which will increase labor safety and the efficiency of personnel activity management.

Claims

A method of transmitting messages to underground workings, including generating a signal on the earth’s surface, transmitting a signal using radio waves to underground workings, receiving a signal to a receiving device, characterized in that the signal on the earth’s surface is formed low-frequency, and in underground workings it is converted to microwave and then transmit to the receiving device.