CC BY
46
© В.В. Демьянов, М.В. Маслов,
С.В. Сидельцев, Р.Ю. Сорокин,
2011
УДК 622.271.333
В.В. Демьянов, М.В. Маслов, С.В. Сидельцев, Р.Ю. Сорокин
ДИСТАНЦИОННЫЙ КОНТРОЛЬ 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: горный массив, механоэлектрическое поле, механолюминесценция, радиомодем, трещина.
~Ш~[ри проведении горных работ
.1-1 нарушается естественное 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 меха-ноэлектрических полей (пьезоэффект, электрострикция и др.), еще до начала образования трещин и поэтому является более ранним предвестником разрушения.
Поэтому разработка физических основ механолюминесценции горных пород в исследовании напряженно-деформированного состояния горного массива и использование разработки физических основ в системах автоматизированного контроля физического состояния горного массива является актуальной задачей.
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.
Бурное развитие систем связи, особенно на базе цифровых, позволило разработать систему передачи геомехани-ческой информации с использованием стандартов сотовой связи. В ряде случаев использование этого стандарта дает многие преимущества перед отраслевыми и другими местными системами связи, т.к. позволяет производить обмен информацией на неограниченном расстоянии в режимах как голо-совых, так и текстовых SMS- и GPRS-сообщений.
Использование в качестве приемника или передатчика запроса информации стандартного сотового телефона резко расширяет возможности данной системы передачи и экстренного обмена информацией. Находясь в пределах действия сотовой связи можно так же быстро производить дистанционное управление тем, или иным процессом, датчиком и т.д.
В ГУ КузГТУ была разработана система передачи геомеханической информации, включающая в себя интеллектуальное устройство сопряжения с объектом на базе IBM PC совместимого микроконтроллера типа ADAM-5510 фирмы «Advantech», два радиомодема сотовой связи стандарта GSM 900/1800 типа Siemens MC 35i Terminal фирмы «Siemens» и персональный компьютер IBM PC с процессором Pentium III, выполняющий функции сервера системы.
В зависимости от выбранного модуля ввода-вывода информации микроконтроллер ADAM-5510 может обрабатывать нормированные как аналоговые, так и дискретные сигналы. Один программируемый микроконтроллер может комплектоваться четырьмя модулями ввода-вывода информации, каждый из которых в зависимости от типа, может включать восемь или шестнадцать каналов, число которых определяется количеством датчиков, используемых для геомеханического контроля горного массива.
Программируемый микроконтроллер ADAM-5510 обеспечивает прием и выдачу сигналов, первичное преобразование сиг-
налов по запрограммированным пользователем алгоритмам и обмен информацией по последовательным каналам связи с интерфейсами типа RS-232C и RS-485. В разработанной системе с микроконтроллера ADAM-5510 информация поступает на радиомодем Siemens MC-35i, который в стандарте GSM 900/1800 передает ее через антенну на базовую станцию сотовой связи. Для применения радиомодема Siemens TC 35i Terminal не требуется получения каких-либо разрешений и согласований. Достаточно приобрести SIM карту выбранного оператора связи или заключить контракт на обслуживание с этим оператором.
Информация, далее принятая с базовой станции вторым радиомодемом, передается на сервер системы, который может быть удален на значительное расстояние в пределах действия сотовой связи. Программное обеспечение сервера позволяет так же передавать информацию на любой сотовый телефон, зарегистрированный на сервере системы, а также систематизировать, обрабатывать, подготавливать для хранения и передачи ее как в локальную сеть предприятия, так и по сети Internet.
Разработанная система передачи геомеханической информации прошла лабораторные испытания на базе новых телекоммуникационных технологий в стандарте GSM 900/1800 оператора сотовой связи Би Лайн GSM и готова к внедрению на горных предприятиях.
ИГ.ГЛ=1
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ
Демьянов В.В. — кандидат физико-математических наук, доцент кафедры электропривода и автоматизации,
Маслов М.В. — преподаватель кафедры маркшейдерского дела и геодезии,
Сидельцев С.В. — старший преподаватель кафедры электропривода и автоматизации,
Сорокин Р.Ю. — инженер кафедры электропривода и автоматизации,
Кузбасский государственный технический университет, е-таіі: [email protected]
