SU972090A1 - Устройство контрол положени рабочего органа машины относительно границ рудного тела - Google Patents

Description

верхних и нижних приграничных зон пласта сопоставл ютс  между собой, в результате чего определ етс  отклонение скважины к верхней или нижней границе. Боковой датчик, регистрирую щий уровень излучени  от центральных зон пласта, служит дл  фиксации выклиниваний пласта Г. Известное устройство обладает р дом недостатков. Положение рабочего органа (в данном случае бурошнековой скважины) относительно верхней и нижней границ пласта определ етс  сравнением уровней интенсивности излучени  от соответствующих приграничных зон. Это возможно в процессе бурошнековой выемки, когда диаметр-скважины ненамного отличаетс  от мощности пласта . Устройство четко отмечает уход скважины к. верхней или нижней границе , если между поверхностью скважины и верхней и нижней границами пласта остаетс  ненасыщенный излучающий слой Однако во многих случа х ненасыщенный слой остаетс  только у одной границы , например при слоевой выемке мощных пластов узкозахватными комбайнами , В этом случае между рабочим органом и другой границей пласта в процессе работы выемочной машины толщина сло  больше насыщенного и движение рабочего органа к этой границе не вызовет изменени  уровн  интенсивност от этой зоны. Таким образом при выемке мощных и средней мощности пластов известное устройство позвол ет судить о приближении (или удалении) к одной из границ по изменению уровн  сигнала в одном из радиометров. Но изменение уровн  сигнала может быть вызвано не только приближением к границе (уменьшением излучающего сло ) , но и уменьшением содержани  излучающего вещества в полезном ископаемом. Ввиду того, что содержание излучающего вещества в полезном ископаемом измен етс  в широких пределах даже на длине лавы, достоверность определени  положени  рабочего органа относительно одной границы недостаточна. По той же причине неэффективна  работа бокового датчика с его помощью можно лишь зафиксировать выклинивание nnacTaj когда рабочий орган уже внедрилс  в неизлучающую горную мае су, а определить заранее приближение к неизлучающему участку нельз . Внедрение рабочего органа в неизлучающий участок нежелательно, так как отбойка неизлучающей породы приводит к разубоживанию полезного ископаемого. Кроме того, на некоторых месторождени х в рудных телах встречаютс  посторонние включени ., по твердости значительно превышающие твердость руды . Встреча рабочего органа, выемочной машины с этими включени ми может привести к поломке режущего инструмента . Известное устройство не дает информации о приближении рабочего органа к посторонним включени м. Цель изобретени  - повышение точности и расширение функциональных возможностей устройства. Указанна  цель достигаетс  тем, что устройство снабжено вторым амплитудным дискриминатором с нижним порогом не менее АОО кэВ, вторым интенсиметром ,  чейкой запрета, блоком делени , пороговым устройством и блоком индикации, причем выход предусилител  через второй амплитудный дискриминатор подключен на вход второго интенсиметра, выходы обоих интенсиметров соединены с входами блока делени , выход которого соединен с входом порогового устройства, на выход последнего подключен блок инди .кации, а выходы амплитудных дискрими|наторов соединены между собой через  чейку запрета. На фиг. 1 показана установка устройства на выемочном комбайне; на фиг. 2 - функциональна  схема устройства; на фиг. 3 аппаратурный спектр излучающей среды и нормированный к нему спектр точечного источника; на фиг. 4 - импульсы напр жени  на выходе предусилител  при насыщенном слое руды; на фиг, 5 то же, при приближении рабочего органа горной машины к границе рудного тела. Устройство 1 установлено на выемочной машине (комбайне) 2 таким образом, что зона 3 опробовани  забо  расположена перед рабочим органом k. Глубина зоны опробовани , соответствующа  толщине насыщенного сло  излучени , дл  большинства горных пород составл ет iiO-60 см, что в общем соответствует захвату рабочего органа узкоза-t хватных комбайнов. Поэтому возможно разместить предлагаемое устройство на комбайне так, как показано на фиг. 1. В случае большого захвата, а также дл  других машин, например проходческих или фронтальных, возможна ина  установка устройства.Его можно, например, встроить в рабочий орган. Устройство содержит детектор гамма излучени , например, в виде сцинтилл ционного кристалла 5, сочлененного с фотоумножителем 6, которае установлены в цилиндрическом контейнере-коллиматоре 7- Контейнер-коллиматор 7 коллимационным отверстием повернут в С .. рону зоны 3 опробовани . К выходу фотоумножител  6 подключен предусилитель 8, выход которого соединен с входами первого амплитудного дискриминатора 9 и второго амплитудного дискриминатора 10, выходы которых через эмиттерные повторители 11 и 12 соединены с входами блоков, дозирующих емкостей 13 и 1 4 и интегрирующих контуров.15 и 16. Соединение эмиттерный повторитель 11, бпок дозирующих емкостей 13 и интегрирующий контур 15 составл ет первыйинтенсиметр 17 а соединение блоков 12, и 16 представл ет собой второй интенсиметр 18 Выходы амплитудных дискриминаторов 9 и 10 соединены между собой через  чей ку 19 запрета. Блок 20 делени  состоит из операционного усилител  21 (например, типа 140УД7) и аналогового перемножител  22 (например, на базе интегральной схемы 525ПС1 и нормирующих резисторов R3 и Кд). Выходы интенсиметров 17 и 18 соединены с входами блока 20 делеп ни . Выход блока 20 делени  соединен с входом порогового устройства 23, на выход которого подключен блок 2 индикации (например, в виде двух лампочек 25). Предусилитель 8 включен между фотоумножителем 6 и параллельно соединенными каналами 17 и 18 обработки информации, выполнен на транзисторе , включенном по схеме с общей базой, и служит дл  согласовани  выходного сопротивлени  детектора (кристалл 5, фотоумножитель 6) с входным сопротивлением каналов 17 и 18. Уровень дискриминации в дискриминаторе 9 установлен подачей порогового напр жени  U,-;, а в дискриминаторе 10 - напр жени  U|. В дискриминаторе 10 уровень диск0иминации соответствует энергии гамма-квантов, равной lOO кэВ, т. е. в этом канале отсе каетс  м гка  часть гамма-излучени . В дискриминаторе 9 порог настроен на энергию пор дка 2П-50 кэВ, чем обеспечиваетс  отсечение собственных шумов фотоумножител . Уровни дискриминации дл  примера показаны на фиг. 4 и 5, где на графиках по оси абсцисс отложена врем  t, а по оси ординат - энерги  гаммаквантов Е и примерно соответствующа  этим энерги м амплитуда напр жени  импульсов и на входе дискриминаторов. Импульсы на фиг. и 5 Показаны в виде пилообразной кривой, при этом Ko i44ecTBO импульсов в единицу времени , пу. порциональное площад м под кривыми I и t на фиг. 3 было подсчитано отдельно дл  м гкой части излучени  (до 00 кэВ) и дл  жесткой части (более itOO кэВ) . Дл  графика, приведенного в качестве примера (фиг. 3)т получено количество импульсов в секунду под кривой I, усл.ед.. До 400 кэВ13 Более 400 кэВ 0,66 и количество импульсов в секунду под кривой 1I, усл. ед.: До 400 кэВ5 Более 4СО кэВ 0,65 Устройство может содержать несколь ко коллимированных датчиков гаммаизлучени  в зависимости от того, что необходимо определ ть: приближение к верхней или нижней границе пласта или приближение к месту выклинивани  пласта или к посто- , роннему включению в пласте. В дальнейшем описано устройство, включающее один датчик, ориентированный в сторону движени  рабочего органа выемочного комбайна, т. е. устройство , показывающее приближение к месту выклинивани  пласта или к постоооннему включению. Поскольку работа устройства протекает одинаково как дл  обнаружени  выклинивани , так и дл  обнаружени  постороннего включени , то ниже описан только случай наличи  в рудном пласте постороннего включени . Работа устройства происходит следующим образом. При движении комбайна 2 опробуетс  забой перед рабочим органом k. Излучение преобразуетс  кристаллом 5 с фотоумножителем 6 в электрические импульсы , которые подаютс  через звено 8 согласовани  на работающие параллельно каналы 17 и 18 обработки информации . Через канал 18 проход т только импульсы жесткой части излучени , а через канал 17 только м гка  часть

излучени  (меньше 00 кэВ). Интенсивности как м гкой, так и жесткой частей излучени  пропорциональны среднему содержанию излучающего вещества в зоне опробовани . Это содержание можеТ} мен тьс  в пласте полезного ископаемого от участка к участку. Чтобы исключить вли ние этого изменени  на работу устройства, вблоке 20 делени  происходит деление сигнала Од на сиг-ю нал D-7 (м гкого к жесткому) . .

В результате сигнал на выходе блока сравнени  оказываетс  пронормированным на единицу содержани . При этом значение отношени  :Зд/Э устанав-is ливаетс  в начале работы комбайна опробованием зоны забо , где заведомо нет посторонних включений.

Импульсы с выхода дискриминаторов 9 и 10 поступают через эмиттерные noB-jo торители П и 12 на дозирующие емкости 13, 1 и интегрирующие контуры 15. 16, при этом на выходе .интегрирующих контуров по вл етс  сигнал, пропорциональный скорости счета импульсов в 25 каналах 18 и 17 соответственно (сигналы 0-f и DQ) .

Если рабочий орган k комбайна 2 находитс  на значительном рассто нии от постороннего включени , то зона 3 робовани  датчика устройства полностью расположена в излучающей горной мае- се, а спектр излучени  соответствует кривой I на фиг. 3. Соответствующее этому спектру число импульсов в секунду дл  .жесткого излучени , например , равно 0,66, а дл  м гкого излучени  13 (фиг. t) . Сигнал D на выходе канала 18 будет пропорционален 0,66, а сигнал Лц пропорционален 13- .Q Сигналы поступают- в блок 20 делени , где происходит деление одного сигнала . на другой. На выходе блока 20 сигнал будет соответствовать величине Д| -20усл. ед. При этом значеНИИ пороговое устройство 23 включает ту сигнальную лампу 25 блока индикации , котора  указывает, что рабочий орган комбайна далек от границы рудного , тела. Приближение рабочего органа комбайна к постороннему включению вызывает перекрытие части зоны 3 опробовани  посторонним неизлучающим включением . Глубина излучающего сло , воз действующего на устройство, уменьшитс , уменьшитс  и дол  рассе нного излучени , т. е. относительное количество многократно рассе нных квантов. Спектр излучени  приблизитс  к спектру точечного источника, т. е..к спектру под кривой II на фиг. 3- Спектры излучающе-поглощающего пространства и точечного источника отличаютс  в основном в низкоэнергетической части Поэтому скорость поступлени  жестких квантов практически останетс  той же т. е. 3-f будет по-прежнему пропорционально 0,66, а количество м гких кван тов уменьшитс  и составит в рассматриваемом примере 5 имп/с фиг. 5 На выходе блока сравнени  по витс 

..

Пороговое устсигнал

S - л / / - W.

Z- 0,6Ь

ройство 23 перейдет во второе состо т ние и загоритс  втора  сигнальна  лампа блока 2 индикации, указывающа  на приближение рабочего органа k комбайна к постороннему включению.

Устройство обеспечивает контроль при отработке мощных пластов, когда необходимо следить за приближением к одной из границ: либо к верхней, либо к нижней. Кроме того, с помощью устройства суд т о приближении рабочего органа к месту выклинивани  рудного тела и к месту расположени  постороннего включени  в руде.

Claims (2)

1. Экономическа  о-ффективуость от применени  устройства определ етс  уменьшением разубоживани , от того, что с его помощью возможно останавливать выемочную машину перед местом выклинивани  пласта. Это дает возможность вы вл ть твердые посторонние включени  до встречи с ними рабочего органа комбайна, что позвол ет исключить поломки режущих зубков и увеличить коэффициент использовани  машинного времени выемочной машины. Формула изобретени  Устройство контрол  положени  рабочего органа машины относительно границ рудного тела, содержащее детектор гамма-излучени , установленный в контейнере-коллиматоре , предусилитель, амплитудный дискриминатор, интенсиметр, в котором выход детектора через предусилитель и амплитудный дискриминатор подключен на вход интенсиметра, о тличающеес  тем, что, с целью повышени  точности контрол  ирасширени  функциональных возможноетей устройства оно снабжено вторым амплитудным дискриминатором с нижним порогом не менее kQO кэВ, вторым интенсиметром ,  чейкой запрета, блоком делени , пороговым устройством и блоком индикации, причем выход предусилител  через второй амплитудный дискриминатор подключен на вход второго интенсиметра, выходы обоих интенсиметров соединены с входами блока делени , выход которого соединен с входом порогового устройства, на выход последнего подключен блок индикации.

   :й: : vrC:Я t::: ;v : i ..:.:: jj-::

   IV I T-T 51 ГУ/уУЛч. .

   9 010 а выходы амплитудных дискриминаторов соединены между собой через  чейку запрета. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Рудановский А. А., Черн к 3. А. Радиоизотопный метод контрол  границы порода - уголь. - Горные машины и автоматика, 1966, № 9, с. 68-б9.
2. 2.Авторское свидетельство СССР № , кл. G 01 V 5/00, 1976 (прототип).

   N,lQ- unn/f

   fiJO- u a/c 200 WO 600 800 1000 KQO mo mo woo

   ,кэ Ufb f.5

   ZtfOff Уррдень &uc/{ffuffuHatfi/u 6 на на в 7 Уробень 9иснри 1ит В манате 8 woo ггоо гт ,нзб ции