CC BY
37
УДК 622.271.333
В.В. Демьянов
АВТОМА ТИЗИРОВАННАЯ
ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННАЯ СИСТЕМА КОНТРОЛЯ УСТОЙЧИВОСТИ БОРТОВ КАРЬЕРОВ
Рассмотрена система дистанционного контроля устойчивости бортов карьеров, разработанная на базе беспроводных технологий с использованием сотовой связи стандарта GSM 900/1800 МГц.
Ключевые слова: дистанционныш контроль, устойчивость борта карьера, беспроводные технологии, сотовая связь.
и я ри проведении горных работ нарушается естественное
.И. Л. состояние горного массива и возникают деформации в сторону проводимых выработок. Напряженно-деформированное состояние приводит к образованию трещин, их росту и далее к разрушению приконтурной части массива, что нередко приводит к тяжелым последствиям как социального, так и экономического характера.
Предвестниками разрушения выступают акустические, электромагнитные и оптические излучения, которые имеют хотя и разную физическую природу, но являются основой для дистанционного контроля устойчивости горного массива.
Эти излучения исходят из самого напряженно-деформированного массива и поэтому непосредственно несут информацию о его состоянии. В отличие от акустического и импульсного электромагнитного излучений, которые несут информацию уже о начавшихся процессах трещинообразования, оптическое излучение в ряде случаев возникает в напряженно-деформированном массиве за счет концентрации сильных механоэлектрических полей (пьезоэффект, электрострикция и др.), еще до начала образования трещин и поэтому является более ранним предвестником разрушения.
Поэтому разработка физических основ механолюминесценции горных пород как нового научного направления в исследовании напряженно-деформированного состояния горного массива и использование разработки физических основ в системах автоматизированного контроля физического состояния горного массива является актуальной работой.
Тип датчика Контролируемый параметр Диапазон
Двухэлектродный и четырехэлектродный электрофизический Эффективное удельное электрическое сопротивление рк рк = 0,1—104 Ом-м
Индукционный ЭДС, наводимая вторичным магнитным полем вихревых токов рк = 0-300 Ом-м
Импульсного электромагнитного излучения Количество N и амплитуда A импульсов, спектральные характеристики f N = 0-104 имп/с; A > 10-6 В; f = 100 кГц-100 МГц
Оптического излучения Количество и интенсивность импульсов в режиме счета фотонов 0-104 фотонов/с
Акустический Количество N и спектральные характеристики импульсов f N = 0-100 имп/мин; f = 20 Гц - 50 кГц
Пьезометрический Избыточное поровое давление Р Р = 0-2,0 МПа
Видеонаблюдения Скорости смещения 'л и размеры 5 расслоения массива Л = 0-10 мм/сут.; 5 > 10-2 м
Разработанные принципы и алгоритмы автоматизированного прогноза времени до разрушения участков массива горных пород на основе непрерывной регистрации механолюминесценции в напряженно-деформированном состоянии (до рождения и при рождении трещин) в совокупности с другими методами позволяют на стадиях, предшествующих крупномасштабному разрушению, с удовлетворительной точностью прогнозировать время до разрушения.
При создании системы геоконтроля был учтен весь комплекс накопленных в этом направлении технических решений. В комплексную систему геомониторинга вошли модернизированные и усовершенствованные на базе интегральной схемотехники датчики геомеханических и геофизических параметров массива горных пород с микропроцессорными системами предварительной обработки, запоминания и подготовки к передаче данных, полученных с первичных преобразователей измеряемых параметров (датчиков).
Технические характеристики датчиков для работы в составе разработанной автоматизированной системы геоконтроля представлены в таблице.
Количество применяемых в системе датчиков и их тип опреде-
ляются особенностями решаемых геотехнологических задач, применяемых технологических схем и оборудования, размерами объектов мониторинга, физическими свойствами горных пород, сложностью геологической структуры массива и другими факторами.
Основные функции локальной автоматизированной системы состоят в следующем. Контролируемые параметры массива горных пород воздействуют на датчики, в которых происходит первичная обработка и подготовка информации для передачи. По сигналам запроса компьютеризированной системы через радиомодем происходит передача накопленной в датчиках информации. Обработанная информация хранится в памяти или передается на персональный компьютер оператора. Контроль может вестись одновременно по нескольким параметрам. При этом через один радиомодем может передаваться информация от нескольких датчиков.
Разработанная система передачи геомеханической информации прошла лабораторные испытания на базе новых телекоммуникационных технологий в стандарте GSM 900 оператора Би Лайн GSM и готова к внедрению на горных предприятиях, гатш
Demyanov V. V.
AUTOMATED TELECOM SISTEM OF CONTROL OF STABILITY OF OPEN-CAST MINES BOARDS
The system of the remote control of stability of boards of the open-cast mines, developed on the basis of wireless technologies with use of cellular communication of standard GSM 900/1800 MHz is considered.
Key words: the remote control, stability of boards of the open-cast mines, wireless technologies, cellular communication.
Коротко об авторе _______________________________________________
Демьянов Владимир Васильевич - кандидат физико-математи-ческих наук, доцент, кафедра электропривода и автоматизации,
E-mail: [email protected]
Кузбасский государственный технический университет.
