RU57829U1 - Система оперативного шахтного оповещания - Google Patents

Система оперативного шахтного оповещания Download PDF

Info

Publication number
RU57829U1
RU57829U1 RU2006119114/22U RU2006119114U RU57829U1 RU 57829 U1 RU57829 U1 RU 57829U1 RU 2006119114/22 U RU2006119114/22 U RU 2006119114/22U RU 2006119114 U RU2006119114 U RU 2006119114U RU 57829 U1 RU57829 U1 RU 57829U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
receiving
signal
antenna
mine
narrow
Prior art date
Application number
RU2006119114/22U
Other languages
English (en)
Inventor
Сергей Михайлович Оржеховский
Владимир Иванович Деордиев
Татьяна Петровна Рожина
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Уральские технологические интеллектуальные системы" (ООО "УралТехИс")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Уральские технологические интеллектуальные системы" (ООО "УралТехИс") filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Уральские технологические интеллектуальные системы" (ООО "УралТехИс")
Priority to RU2006119114/22U priority Critical patent/RU57829U1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU57829U1 publication Critical patent/RU57829U1/ru

Links

Landscapes

  • Near-Field Transmission Systems (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
  • Emergency Alarm Devices (AREA)

Abstract

Система оперативного шахтного оповещения относится к системам беспроводной аварийной сигнализации, применяемым в горной, горнодобывающей и угольной промышленности, и предназначена для оперативного индивидуального оповещения горнорабочих, находящихся в подземных выработках, об авариях, а также вызова любого индивидуального абонента на связь с диспетчером горных работ путем передачи последовательности условных сигналов.
Система содержит передающий комплект, состоящий из передатчика узкополосного сигнала звуковой частоты, работающего в нижнем диапазоне тональных частот, и передающей антенны, электрического или магнитного типа, расположенной на поверхности над шахтным полем или на рабочих горизонтах шахты, и, размещенные в горной выработке по числу точек оповещения, приемные комплекты, каждый из которых состоит из переносного преобразователя сигнала с блоком питания и встроенного приемника узкополосного радиосигнала, собранного на радиоэлементах большой степени интеграции и содержащего приемную антенну, выполненную из многослойной катушки индуктивности с магнитным сердечником, устройство приема и обработки сигнала и выходное устройство. Причем, размер магнитного сердечника приемной антенны уменьшен за счет увеличения числа витков катушки антенны, а верхний слой намотки катушки подключен к общей точке схемы приемника узкополосного радиосигнала, при этом нижний слой намотки катушки индуктивности приемной антенны подключен к входу устройства приема и обработки сигнала.
Система может использоваться в условиях рудников и шахт, опасных по газу и пыли при подключении ее передающей антенны к передатчику узкополосного сигнала через устройство искрозащиты, обеспечивающего выполнение требований взрывозащиты вида «i» («искробезопасная цепь») (1 н.п.ф., 1 з.п.ф., 1 ил.).

Description

Система оперативного шахтного оповещения относится к системам беспроводной аварийной сигнализации, применяемым в горной, горнодобывающей и угольной промышленности, и предназначена для оперативного индивидуального оповещения горнорабочих, находящихся в подземных выработках, об авариях, а также вызова любого индивидуального абонента на связь с диспетчером горных работ путем передачи последовательности условных сигналов.
К числу основных факторов, определяющих условия эксплуатации и особенности конструктивного исполнения аппаратуры шахтных систем оперативного оповещения и связи, относятся следующие:
- высокий уровень затухания (поглощения) радиосигналов при прохождении через горный массив, зависящий от частоты радиосигналов (чем больше частота, тем выше уровень затухания), что определяет необходимость использования сверхдлинных радиоволн (диапазон тональных частот) и налагает высокие требования к чувствительности приемных устройств;
- высокий уровень электромагнитных помех, возникающих вследствие работы горношахтного оборудования, расположенного в подземных выработках, что предъявляет жесткие требования к избирательности приемных устройств;
- ограничение массы, габаритов и энергопотребления аппаратуры индивидуального пользования;
- повышенная влажность и химическая агрессивность среды;
- возможная загазованность атмосферы горных выработок взрывоопасными воздушными смесями газов (метан и др.) и пыли, что особенно характерно
для угольных шахт и обуславливает требование выполнения аппаратуры в искробезопасном исполнении;
- удобство в эксплуатации и невысокая стоимость.
Известны системы горноспасательной ВЧ-связи по металлическим направляющим, предусматривающие возможность установки прямой связи командного (диспетчерского) пункта, как с подземной базой, так и с горноспасательными подразделениями. Данные системы работают на частотах единиц мегагерц (кн. «Низкочастотная беспроводная связь в шахтах», Москва, «Недра», 1975 г., стр.198).
Недостатками системы горноспасательной ВЧ-связи является ограниченная зона охвата (только в близи направляющих), что не позволяет использовать ее в качестве системы общешахтного оперативного оповещения, и применение проводных линий, что снижает надежность передачи сигналов.
Известны системы оперативного шахтного оповещения и связи, использующие диапазон сверхдлинных волн на частотах десятков килогерц («Вызов», «FlexAlert», «PED SYSTEM» и др.), которые также не позволяют создать систему, обеспечивающую охват оперативным (аварийным) оповещением всех точек подземных выработок без установки дополнительных усилителей (ретрансляторов) передаваемого сигнала.
Наиболее близким аналогом (прототипом) является устройство беспроводной аварийной сигнализации (а.с. СССР №578455, Е 21 С 35/24, приор. 31.03.1975 г., опубл. 30.10.1977 г., бюлл. №40), содержащее установленный на поверхности земли передающий комплект, состоящий из передатчика узкополосного сигнала, и передающей антенны, выполненной в виде электрического диполя с заземлителями или магнитного рамочного диполя, расположенного на поверхности шахтного поля или на одном из рабочих горизонтов шахты, и размещенные в горной выработке по числу точек оповещения, приемные комплекты, каждый из которых состоит из преобразователя сигнала, в данном случае - из переносного шахтного
светильника, с блоком питания и встроенного приемника узкополосного радиосигнала, содержащего приемную антенну, устройство приема и обработки сигнала и выходное устройство.
Система позволяет вырабатывать сигналы аварии или индивидуального селективного вызова, которые преобразуются и излучаются передающей антенной в виде электромагнитных волн. Электромагнитные волны, распространяясь сквозь толщу горных пород, принимаются антенной приемника. Приемный комплект принимает магнитную составляющую электромагнитного поля полезного сигнала и преобразует радиосигнал в мигание источника света индивидуального шахтного светильника. Данная система характеризуется низким значением несущей частоты (нижний диапазон тональных частот), что обеспечивает хорошее прохождение (низкое затухание) сигнала через толщу горных пород и возможность применения передающей антенны большой протяженности, позволяющей охватить все шахтное поле без установки дополнительных ретрансляторов передаваемого сигнала.
Недостатками прототипа являются:
- значительные габариты приемного комплекта вследствие значительных габаритов приемной антенны;
- недостаточная помехозащищенность приемного комплекта, вызванная низкой избирательностью приемного тракта устройства приема и обработки сигнала;
- несоответствие исполнения передающей антенны требованиям взрывозащиты, что означает невозможность применения системы на рудниках и шахтах, опасных по газу и пыли, где по каким-либо причинам (большая глубина рабочих горизонтов, зона вечной мерзлоты, расположение шахтного поля под карьером и др.) необходимо располагать передающую антенну в подземных выработках.
Технической задачей, на решение которой направлена данная полезная модель, является повышение надежности оповещения в условиях действия
сильных электромагнитных помех, воздействия химически агрессивной среды, наличия взрывоопасных воздушных смесей и взрывоопасной пыли при одновременном уменьшении габаритов приемного комплекта.
Техническая задача достигается за счет получения следующего технического результата:
- снижения вероятности пропуска передаваемого сигнала, например, сигнала об аварии, приемным комплектом аппаратуры и повышение вероятности приема сигнала оповещения в условиях действия сильных электромагнитных помех, за счет улучшения отношения сигнал/помеха на выходе антенны приемного комплекта;
- расширение области применения системы на рудники и шахты опасные по газу и пыли, на которых по тем или иным причинам недопустимо или невозможно расположение передающей антенны на поверхности шахты.
Технический результат достигается за счет использования системы оперативного шахтного оповещения, содержащей передающий комплект, состоящий из передатчика узкополосного сигнала, работающего в нижнем диапазоне тональных частот, и передающей антенны, электрического или магнитного типа, расположенной на поверхности над шахтным полем или на рабочих горизонтах шахты (рудника), и, размещенные в горной выработке по числу точек оповещения, приемные комплекты, каждый из которых состоит из переносного преобразователя сигнала с блоком питания и встроенного приемника узкополосного радиосигнала, содержащего приемную антенну, состоящую из многослойной катушки индуктивности с магнитным сердечником, устройство приема и обработки сигнала и выходное устройство.
От прототипа заявляемая система оперативного шахтного оповещения отличается тем, что приемник узкополосного сигнала выполнен на радиоэлементах большой степени интеграции, а размер магнитного сердечника приемной антенны уменьшен за счет увеличения числа витков ее катушки, при этом верхний слой намотки катушки приемной антенны
подключен к общей точке схемы приемника узкополосного радиосигнала, а нижний слой намотки катушки приемной антенны подключен к входу устройства приема и обработки сигнала.
Кроме того, подключение передающей антенны к передатчику узкополосного сигнала осуществляется через устройство искрозащиты, обеспечивающего выполнение требований взрывозащиты вида «i» («искробезопасная цепь»).
На фиг. показана функциональная схема системы оперативного шахтного оповещения.
Система содержит установленный на поверхности земли передающий комплект 1 (фиг.), включающий пульт подачи сигнала 2, узкополосный передатчик электромагнитных сигналов звуковой частоты 3, работающий в нижнем диапазоне тональных частот и подключенный к блоку питания 4. Узкополосный передатчик 3 соединен посредством устройства искрозащиты 5 с передающей антенной 6, электрического типа с заземлителями 7 или магнитного рамочного типа (на фиг. не показано), расположенной либо на поверхности над шахтным полем, либо на рабочих горизонтах рудника (шахты). Передающая антенна 6 имеет большую протяженность (от сотен метров до десятков километров). Конкретная конструкция передающей антенны 6 определяется конкретными горногеологическими условиями шахты (рудника). Установленные в горной выработке или находящиеся у персонала, работающего под землей, приемные комплекты 8 состоят из переносного преобразователя сигнала 9, в качестве которого может быть использован, например, индивидуальный шахтный светильник, с блоком питания 10 и встроенного приемника узкополосного радиосигнала 11, также подключенного к блоку питания 10 и включающего последовательно соединенные приемную магнитную антенну 12, устройство приема и обработки сигнала 13 и выходное устройство 14.
Электромагнитное поле звуковой частоты, создаваемое передатчиком 3, проникает сквозь толщу горного массива с помощью передающей антенны 6,
что позволяет охватить оповещением все подземные объекты, снабженные приемными комплектами 8, в том числе находящиеся на значительном удалении от передающей антенны, без установки дополнительных усилителей (ретрансляторов) передаваемого сигнала.
Система работает следующим образом.
В случае аварии или необходимости индивидуального вызова абонента на связь с диспетчером горных работ кнопкой пульта подачи сигнала 2 включается передатчик электромагнитных сигналов звуковой частоты 3 передающего комплекта 1. Передатчик 3, работающий в нижнем диапазоне тональных частот, преобразует с помощью передающей антенны 6 сигнал аварии или вызова в электромагнитные колебания. Электромагнитные колебания излучаемые передающей антенной 6, электрического типа с заземлителями 7 или магнитного рамочного типа (на фиг. не показано) передаются сквозь толщу горных пород в подземные выработки, где воспринимаются приемной антенной 12 узкополосного приемника 11 приемного комплекта 8, которым снабжен каждый горнорабочий, находящийся в выработке. Уменьшение габаритов приемной антенны 12 достигается путем уменьшения габаритов ее магнитного сердечника, при этом эффективность антенны сохраняется за счет увеличения количества витков катушки антенны. Кроме того, дополнительно габариты и масса узкополосного приемника 11 уменьшаются за счет использования радиоэлементов большой степени интеграции, что в целом снижает габариты и вес приемных комплектов 8. Кроме того, такая конструкция узкополосного приемника 11 позволяет на порядок сократить потребление электроэнергии от блока питания 10. Подключение верхнего слоя многослойной катушки приемной антенны 12 к общей точке схемы узкополосного приемника 11, а нижнего ее слоя - к входу устройства приема и обработки сигнала 13 позволяет за счет экранирования понизить в 3 и более раз уровень электромагнитных помех с выхода антенны 12 и, следовательно, во столько же раз улучшить соотношение сигнал/помеха, поскольку в этом случае
верхний слой многослойной катушки приемной антенны 12 выполняет функцию электромагнитного экрана вследствие малой собственной величины индуктивности по сравнению с индуктивностью самой антенны 12. Такое подключение не только снижает вероятность пропуска передаваемого сигнала по сравнению с прототипом, но и не требует кардинального изменения конструкции и, следовательно, дополнительных финансовых затрат. Далее радиосигнал преобразуется устройством приема и обработки сигнала 13 и выходным устройством 14 в световой или звуковой сигнал переносного преобразователя сигнала 9, питание которого осуществляется блоком 10. В качестве переносного преобразователя сигнала 9 может быть использован, например, головной шахтный светильник, преобразующий сигналы узкополосного приемника 11 в условные световые сигналы аварии или индивидуального вызова абонента на связь с диспетчером.
Подключение передающей антенны 6 к передатчику узкополосного сигнала через устройство искрозащиты 5 позволяет использовать данную систему в подземных выработках рудников и шахт, опасных по газу и пыли, так как выполняются требования взрывозащиты вида «i» («искробезопасная цепь»).

Claims (2)

1. Система оперативного шахтного оповещения, включающая передающий комплект, состоящий из передатчика узкополосного сигнала, работающего в нижнем диапазоне тональных частот, и передающей антенны электрического или магнитного типа, расположенной на поверхности над шахтным полем или на рабочих горизонтах шахты, и, размещенные в горной выработке по числу точек оповещения, приемные комплекты, каждый из которых состоит из переносного преобразователя сигнала с блоком питания и приемника узкополосного радиосигнала, содержащего приемную антенну, состоящую из многослойной катушки индуктивности с магнитным сердечником, устройство приема и обработки сигнала и выходное устройство, отличающаяся тем, что приемный комплект выполнен на радиоэлементах большой степени интеграции, а размер магнитного сердечника приемной антенны уменьшен за счет увеличения числа витков катушки индуктивности, при этом верхний слой намотки катушки индуктивности приемной антенны подключен к общей точке схемы приемника узкополосного радиосигнала, а нижний слой намотки катушки индуктивности приемной антенны подключен к входу устройства приема и обработки сигнала.
2. Система по п.1, отличающаяся тем, что подключение передающей антенны к передатчику узкополосного сигнала осуществляется через устройство искрозащиты, обеспечивающего выполнение требований взрывозащиты вида "i" ("искробезопасная цепь").
Figure 00000001
RU2006119114/22U 2006-05-31 2006-05-31 Система оперативного шахтного оповещания RU57829U1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006119114/22U RU57829U1 (ru) 2006-05-31 2006-05-31 Система оперативного шахтного оповещания

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006119114/22U RU57829U1 (ru) 2006-05-31 2006-05-31 Система оперативного шахтного оповещания

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU57829U1 true RU57829U1 (ru) 2006-10-27

Family

ID=37439622

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006119114/22U RU57829U1 (ru) 2006-05-31 2006-05-31 Система оперативного шахтного оповещания

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU57829U1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2561706C2 (ru) * 2013-11-28 2015-09-10 Юрий Афанасьевич Зыкин Светильник горно-шахтный индивидуального пользования

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2561706C2 (ru) * 2013-11-28 2015-09-10 Юрий Афанасьевич Зыкин Светильник горно-шахтный индивидуального пользования

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8542114B2 (en) Cap-lamp and communications support system
Yenchek et al. NIOSH-sponsored research in through-the-earth communications for mines: a status report
US8115622B2 (en) Underground radio communications and personnel tracking system
Murphy et al. Underground mine communications
US7420471B2 (en) Safety system for mining equipment
US4777652A (en) Radio communication systems for underground mines
US8477027B2 (en) Wireless sensor system
US9564977B2 (en) Portable through-the-earth radio
RU57829U1 (ru) Система оперативного шахтного оповещания
Barkand et al. Through-the-earth, two-way, mine emergency, voice communication systems
US7843768B2 (en) System for communicating location of survivors in mine emergencies
KR101310215B1 (ko) 착용형 지하 매설물 탐지 장치 및 방법
CN101494509B (zh) 一种用于矿井的无线通信方法、装置及系统
RU99825U1 (ru) Система тревожного оповещения
Stolarczyk Emergency and operational low and medium frequency band radio communications system for underground mines
RU124945U1 (ru) Автоматизированная система шахтного оповещения, управления и контроля местоположения горнорабочих в подземных выработках
CA1311527C (en) Electromagnetic fire warning system for underground mines
Kudinov et al. Development of a mathematical model and analysis of the receiver for emergency alerts in a mine
Schiffbauer et al. Preliminary assessment of communication systems for underground mines for normal and emergency operations
Powell An electromagnetic system for detecting and locating trapped miners
Hjelmstad et al. Ultra low frequency electromagnetic fire alarm system for underground mines
RU130346U1 (ru) Система беспроводной аварийно-вызывной шахтной сигнализации и связи на экстремально низких частотах
Ilsley et al. Experiments in underground communication through earth strata
Dobroski Jr et al. A whole-mine medium-frequency radio communication system
JP2007042048A (ja) 消防設備の点検の際に行う無線通信方法

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20140601

NF1K Reinstatement of utility model

Effective date: 20151220