RU2508449C1 - Mine communication system - Google Patents
Mine communication system Download PDFInfo
- Publication number
- RU2508449C1 RU2508449C1 RU2012147752/03A RU2012147752A RU2508449C1 RU 2508449 C1 RU2508449 C1 RU 2508449C1 RU 2012147752/03 A RU2012147752/03 A RU 2012147752/03A RU 2012147752 A RU2012147752 A RU 2012147752A RU 2508449 C1 RU2508449 C1 RU 2508449C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- uhf
- bands
- control commands
- communication channels
- signals
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Alarm Systems (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к горному делу, в частности к системам шахтной связи, оповещения, управления, мониторинга состояния окружающей среды, определения местоположения и состояния горнорабочих в штатном и аварийном режимах работы шахты. Аварии в подземных выработках нередко приводят к завалам, под которые попадают люди. В районе завала обрываются проводные линии связи, нарушается работа беспроводных каналов связи, рассчитанных на работу в штатном режиме. Изобретение решает задачу обеспечения непрерывного функционирования шахтной связи до, во время и после аварии.The invention relates to mining, in particular to systems for mine communication, warning, management, environmental monitoring, determining the location and condition of miners in normal and emergency operation of the mine. Accidents in underground workings often lead to blockages that people fall under. In the area of the blockage, wired communication lines break off, the operation of wireless communication channels designed for normal operation is disrupted. The invention solves the problem of ensuring the continuous operation of mine communication before, during and after the accident.
Автоматизированная система управления и контроля производственных процессов, окружающей среды и местоположения горнорабочих в подземных выработках по патенту RU 2180941 содержит пульт управления, станции сбора и передачи информации, распределенные по подземной выработке и связанные по каналам связи с пультом управления, метки УВЧ диапазона, переносимые горнорабочими, при этом станции сбора и передачи информации оснащены приемниками сигналов меток УВЧ диапазона и датчиками состояния окружающей среды. Система по патенту RU 2180941 обеспечивает контроль местоположения горнорабочих в штатном режиме работы шахты, но теряет это свойство при нарушении работы каналов связи из-за завалов в аварийном режиме работы шахты.The automated system for the management and control of production processes, the environment and the location of miners in underground workings according to RU 2180941 patent contains a control panel, information collection and transmission stations distributed over the underground mine and connected via communication channels to the control panel, UHF tags carried by miners, at the same time, information collection and transmission stations are equipped with UHF band signal receivers and environmental sensors. The system according to patent RU 2180941 provides control of the location of miners in the normal operation of the mine, but loses this property when the communication channels are disturbed due to blockages in the emergency operation of the mine.
Наиболее близкая к настоящему изобретению шахтная система мониторинга, оповещения и определения местоположения горнорабочих по патенту RU 2401947 содержит, по меньшей мере, одно устройство распознавания и формирования команд управления, по меньшей мере, один терминал наблюдения, приспособленный для информирования оператора и получения от него управляющих команд, связанный с устройством распознавания и формирования команд управления, соединенные метки УВЧ и НЧ диапазонов, переносимые горнорабочими, а также датчики состояния окружающей среды, устройства приема-передачи сигнала меток УВЧ диапазона, устройства активации меток НЧ диапазона и устройства распознавания сигнала меток НЧ диапазона, распределенные по подземной выработке и связанные по каналам связи с устройством распознавания и формирования команд управления. Система по патенту RU 2401947 обеспечивает контроль местоположения горнорабочих в штатном режиме работы шахты с использованием штатных каналов связи, но утрачивает возможность контроля местоположения горнорабочих при нарушении (из-за завалов) работы штатных каналов связи в аварийном режиме работы шахты.Closest to the present invention, the mine monitoring, warning and location system of miners according to the patent RU 2401947 contains at least one device for recognizing and generating control commands, at least one observation terminal, adapted to inform the operator and receive control commands from him associated with the recognition device and the formation of control commands, connected labels UHF and LF bands carried by miners, as well as environmental sensors food, UHF tags signal receiving and transmitting devices, LF band tags activation devices and LF band tags signal recognition devices, distributed over underground mining and connected through communication channels to a recognition device and generating control commands. The system according to patent RU 2401947 provides control of the location of miners in the normal operation of the mine using standard communication channels, but loses the ability to control the location of miners in case of violation (due to blockages) of the regular communication channels in emergency operation of the mine.
Технической задачей изобретения является создание аварийно-устойчивой системы шахтной связи, основные функции которой сохраняются во время аварии и после аварии, в том числе, на аварийных участках подземной выработки.An object of the invention is the creation of an emergency-resistant mine communication system, the main functions of which are maintained during the accident and after the accident, including in emergency sections of underground mining.
Указанная техническая задача решена за счет того, что в известную систему шахтной связи, содержащую, по меньшей мере, одно устройство распознавания и формирования команд управления, по меньшей мере, один терминал наблюдения, приспособленный для информирования оператора и получения от него управляющих команд, связанный с устройством распознавания и формирования команд управления, соединенные метки УВЧ и НЧ диапазонов, переносимые горнорабочими, и датчики состояния окружающей среды, распределенные по подземной выработке и связанные по каналам связи с устройством распознавания и формирования команд управления, введены соединенные ретрансляторы УВЧ и НЧ диапазонов, выполненные с возможностью ретрансляции сигналов соединенных меток УВЧ и НЧ диапазонов, а также сигналов других соединенных ретрансляторов УВЧ и НЧ диапазонов на используемой частоте того же диапазона или на используемой частоте другого диапазона, распределенные по подземной выработке и связанные по каналам связи с устройством распознавания и формирования команд управления.The specified technical problem is solved due to the fact that in the well-known mine communication system containing at least one device for recognizing and generating control commands, at least one observation terminal adapted to inform the operator and receive control commands from him associated with recognition device and the formation of control commands, connected labels UHF and LF bands carried by miners, and environmental sensors distributed across the underground mine and connected to communication channels with a recognition device and generating control commands, connected UHF and LF band transponders are introduced, capable of relaying the signals of connected UHF and LF band labels, as well as signals of other connected UHF and LF band transponders at a used frequency of the same range or at a used frequency of another range, distributed over underground mining and connected through communication channels with a recognition device and generating control commands.
Имеет преимущество вариант осуществления изобретения, в котором датчики состояния окружающей среды разделены на группы, включающие каждая, по меньшей мере, один датчик из ряда: датчик метана, датчик дыма/пыли, датчик температуры, датчик трещинообразования, и соединены группами с разными соединенными ретрансляторами УВЧ и НЧ диапазонов.An embodiment of the invention is advantageous in which the environmental sensors are divided into groups comprising at least one sensor from a row: a methane sensor, a smoke / dust sensor, a temperature sensor, a cracking sensor, and connected in groups with different connected UHF transponders and low bands.
Имеет преимущество вариант осуществления изобретения, в котором соединенные метки УВЧ и НЧ диапазонов выполнены с возможностью получения и передачи по каналам связи сигнала тревоги и/или физиологических параметров и/или параметров движения, и/или с возможностью приема по каналам связи и вывода для восприятия горнорабочим сигналов оповещения.An embodiment of the invention is advantageous in which the connected UHF and LF bands tags are configured to receive and transmit an alarm signal and / or physiological and / or motion parameters via communication channels, and / or to be received by a miner for communication and output through communication channels alert signals.
Имеет преимущество вариант осуществления изобретения, в котором соединенные метки УВЧ и НЧ диапазонов и устройство распознавания и формирования команд управления выполнены с возможностью двусторонней речевой связи.An embodiment of the invention is advantageous in which the coupled UHF and LF band tags and the recognition and generation of control commands are configured for two-way voice communication.
Имеет преимущество вариант осуществления изобретения, в котором соединенные метки УВЧ и НЧ диапазонов и соединенные ретрансляторы УВЧ и НЧ диапазонов выполнены с возможностью оценки расстояний между ними, а устройство распознавания и формирования команд управления выполнено с возможностью определения местоположения соединенных меток УВЧ и НЧ диапазонов по известным координатам соединенных ретрансляторов УВЧ и НЧ диапазонов и результатам оценки расстояний между соединенными метками УВЧ и НЧ диапазонов и соединенными ретрансляторами УВЧ и НЧ диапазонов.An embodiment of the invention is advantageous in which the connected tags of the UHF and LF bands and the connected repeaters of the UHF and LF bands are configured to estimate the distances between them, and the recognition device and the formation of control commands are configured to determine the location of the connected tags of the UHF and LF bands by known coordinates connected transponders of UHF and LF ranges and the results of evaluating the distances between connected labels of UHF and LF ranges and connected transponders and UHF and LF bands.
В описании вариантов осуществления изобретения изложены многочисленные конкретные детали. Тем не менее следует понимать, что варианты изобретения могут быть осуществлены без этих конкретных деталей. В других случаях известные схемы, структуры и технологии не были показаны подробно, чтобы не затруднять понимание этого описания.Numerous specific details are set forth in the description of embodiments of the invention. However, it should be understood that embodiments of the invention may be practiced without these specific details. In other cases, well-known schemes, structures, and technologies have not been shown in detail so as not to obscure the understanding of this description.
В описании и формуле изобретения использованы термины «связаны» и «соединены», а также их производные. Следует понимать, что эти термины использованы не как синонимы друг друга. В некоторых случаях предпочтение отдано термину «соединены», чтобы показать, что два или более элементов могут находиться в непосредственном контакте друг с другом. Термин «связаны» использован, чтобы показать, что два или более элементов сотрудничают или взаимодействуют друг с другом, но они могут быть или не быть в непосредственном контакте.In the description and claims, the terms “connected” and “connected”, as well as their derivatives, are used. It should be understood that these terms are not used as synonyms for each other. In some cases, the term “connected” is preferred to indicate that two or more elements can be in direct contact with each other. The term “connected” is used to indicate that two or more elements cooperate or interact with each other, but they may or may not be in direct contact.
Функциональная схема системы шахтной связи представлена на фиг.1. Система шахтной связи состоит из устройств, соединенных непосредственно или связанных проводными и/или беспроводными каналами связи и объединенных в отдельные модули. Данное разукрупнение по логическим модулям условно и не налагает ограничений на сущность изобретения.Functional diagram of the mine communication system is presented in figure 1. The mine communication system consists of devices connected directly or connected by wired and / or wireless communication channels and combined into separate modules. This disaggregation into logical modules is conditional and does not impose restrictions on the essence of the invention.
Модуль 1 состоит из одного или нескольких терминалов наблюдения 11. Терминал 11 предназначен для обеспечения оператора возможностью наблюдения за параметрами окружающей среды, перемещением горнорабочих в зоне контроля, и ввода в систему команд управления и сообщений оповещения. Модуль 1 связан с модулем 2, который содержит, как минимум, одно устройство распознавания и формирования команд управления 21, выполненное, например, на основе компьютера.Module 1 consists of one or
Устройство 21 предназначено для распознавания в сообщениях, поступающих от соединенных ретрансляторов УВЧ и НЧ диапазонов, идентификаторов соединенных меток УВЧ и НЧ диапазонов и определения местоположения последних в подземной выработке по известным координатам соединенных ретрансляторов УВЧ и НЧ диапазонов и содержащимся в сообщениях результатам оценки расстояний между соединенными метками УВЧ и НЧ диапазонов и передавшими сообщения соединенными ретрансляторами УВЧ и НЧ диапазонов. Устройство 21 предназначено для мониторинга параметров состояния окружающей среды в подземной выработке, сигналов тревоги от горнорабочих и/или физиологических параметров и/или параметров движения горнорабочих и выдачи в модуль 1 предупреждений о выходе параметров за норму. Устройство 21 предназначено также для определения в аварийном режиме работы шахты безопасных направлений самостоятельной эвакуации горнорабочих и рассылки на переносимые ими соединенные метки УВЧ и НЧ диапазонов индивидуальных сигналов оповещения.The
Модуль 3, расположенный в подземной выработке, состоит из датчиков состояния окружающей среды, разделенных на группы 30, включающие каждая, по меньшей мере, один датчик из ряда: датчик метана 31, датчик дыма/пыли 32, датчик температуры 33, датчик трещинообразования 34. Модуль 4 состоит из соединенных ретрансляторов УВЧ и НЧ диапазонов 41, распределенных по подземной выработке и связанных по каналам связи с устройством 21. Датчики, входящие в группы 30, соединены группами с разными соединенными ретрансляторами 41 и через них связаны по каналам связи с устройством распознавания и формирования команд управления 21. Соединенные ретрансляторы 41 оснащены встроенными источниками бесперебойного питания и встроенными антеннами НЧ диапазона.Module 3, located in the underground mine, consists of environmental sensors divided into
Модуль 5 содержит соединенные метки УВЧ и НЧ диапазонов 51, переносимые горнорабочими и/или горноспасателями. Соединенные метки 51 связаны двусторонними каналами связи УВЧ и НЧ диапазонов с соединенными ретрансляторами 41. Соединенные ретрансляторы 41 предназначены для определения расстояний до попавших в зону покрытия их радиоканалов соединенных меток 51 при обмене с ними сигналами, а также для передачи в устройство 21 идентификаторов соединенных меток 51 и расстояний до них.Module 5 contains connected UHF and LF bands of
Система шахтной связи работоспособна как в штатном, так и аварийном режимах работы шахты. Штатный режим является режимом повседневного безаварийного производственного функционирования шахты. Аварийный режим - это режим проведения противоаварийных мероприятий, эвакуации горнорабочих вследствие возникновения угрозы их жизни и здоровью, а также спасения попавших под/за завалы или пострадавших иным образом.The mine communication system is operational in both normal and emergency mine operation modes. The regular mode is the mode of everyday trouble-free production functioning of the mine. Emergency mode is a mode of emergency response, evacuation of miners due to a threat to their life and health, as well as the rescue of those who fell under / behind rubble or were otherwise injured.
В штатном режиме работы шахты соединенные метки 51 используют канал связи УВЧ диапазона, по которому принимают периодически передаваемые соединенными ретрансляторами 41 запросные сигналы и отвечают на эти сигналы. В результате обработки запросных и ответных сигналов оценивается расстояние между соединенными метками 51 и двумя или тремя соединенными ретрансляторами 41, находящимися в зоне действия канала связи УВЧ диапазона соединенных меток 51. Соединенные ретрансляторы 41, установившие связь с соединенными метками 51, передают на устройство 21 по проводному каналу связи сообщения с идентификатором соединенных меток 51 и результатами оценки расстояния между ними и соединенными метками 51. В сообщениях могут передаваться и сигналы тревоги от горнорабочих и/или их физиологические параметры и/или их параметры движения, а также параметры состояния окружающей среды в подземной выработке от датчиков, входящих в группу 30, и соединенных с соответствующим соединенным ретранслятором 41.In the normal mode of operation of the mine, the connected
Устройство 21 осуществляет непрерывный (в штатном и аварийном режимах работы шахты) автоматизированный мониторинг параметров состояния окружающей среды и состояния горнорабочих и выдает на терминал 11 предупреждение о выходе параметров за нормы. Оператор, получающий через терминал 11 информацию об обстановке на участках горной выработки и/или о состоянии горнорабочих, оценивает ситуацию и, в случае необходимости, посылает через устройство 21 сигналы оповещения горнорабочим. Возможно и автоматическое формирование устройством 21 сигналов оповещения. Получаемые от устройства 21 сигналы оповещения соединенные метки 51 выводят для восприятия горнорабочими в виде мигания головного светильника, в виде звуковых сигналов или в виде воспроизведения речевых сообщений. При использовании цифрового кодирования речи возможна симплексная речевая связь оператора (диспетчера) с горнорабочими.The
В аварийном режиме работы шахты, когда часть соединенных меток 51 перестает принимать запросные сигналы, передаваемые соединенными ретрансляторами 41, из-за препятствий распространению радиоволн УВЧ диапазона в виде завала, соединенные метки 51 начинают передавать запросные сигналы по радиоканалу НЧ диапазона. Радиоволны НЧ диапазона распространяются через толщу горных пород и через завал с относительно небольшим затуханием, в сравнении с радиоволнами УВЧ диапазона. Однако для поддержания связи без завала с использованием радиоволн НЧ диапазона требуется больший расход энергии источника питания, чем для поддержания связи без завала на том же расстоянии с использованием радиоволн УВЧ диапазона. Поэтому соединенные метки 51 и соединенные ретрансляторы 41 начинают использовать радиоканал НЧ диапазона только при отсутствии связи по радиоканалу УВЧ диапазона. Ближайшие соединенные ретрансляторы 41 используют для непосредственной связи с устройством 21 проводной канал связи, если он не разорван в результате аварии, или устанавливают связь с устройством 21 через промежуточные соединенные ретрансляторы 41, сначала - по каналу связи УВЧ диапазона, а если не удается, то - по каналу связи НЧ диапазона. Промежуточные соединенные ретрансляторы 41 используют ту же стратегию восстановления связи с устройством 21, если она потеряна. В силу оснащения встроенным бесперебойным источником питания и встроенной антенной НЧ диапазона соединенные ретрансляторы 41 способны поддерживать связь по любому действующему каналу связи при прекращении внешнего питания, а по радиоканалу НЧ диапазона - даже находясь под завалом.In the emergency operation mode of the mine, when a part of the connected
Для поиска людей под/за завалами горноспасатели могут использовать объединенные в мобильное устройство поиска соединенные ретрансляторы 41, устройство 21 и терминал 11. Мобильное устройство поиска, оснащенное соответствующим программным обеспечением, позволяет определить собственное местоположение горноспасателя в поземной выработке и относительное положение горнорабочего под/за завалом.To search for people beneath / behind the blockages, mountain rescuers can use the connected
Система шахтной связи в соответствии с настоящим изобретением обеспечивает аварийно-устойчивую двустороннюю связь диспетчерского пункта и горнорабочих, а также непрерывный контроль местоположения последних и поиск попавших под/за завал. Применение аналогичных систем для отслеживания перемещения спасателей, пожарных, обслуживающего персонала метро, протяженных тоннелей, закрытых помещений опасных производств и т.д. позволит повысить безопасность их труда.The mine communication system in accordance with the present invention provides an emergency-stable two-way communication between the control room and miners, as well as continuous monitoring of the location of the latter and the search for those falling under / behind the blockage. The use of similar systems to track the movement of rescuers, firefighters, metro staff, long tunnels, enclosed spaces of hazardous industries, etc. will improve the safety of their work.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012147752/03A RU2508449C1 (en) | 2012-11-08 | 2012-11-08 | Mine communication system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012147752/03A RU2508449C1 (en) | 2012-11-08 | 2012-11-08 | Mine communication system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2508449C1 true RU2508449C1 (en) | 2014-02-27 |
Family
ID=50152234
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012147752/03A RU2508449C1 (en) | 2012-11-08 | 2012-11-08 | Mine communication system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2508449C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2604224C1 (en) * | 2015-10-09 | 2016-12-10 | Общество с ограниченной ответственностью "СЕНТЕКС" | Automated system of industrial objects control |
CN106437829A (en) * | 2016-11-10 | 2017-02-22 | 成都金自天正智能控制有限公司 | Iron ore safety risk avoiding system |
RU2679777C1 (en) * | 2018-05-31 | 2019-02-12 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" | Mine telecommunication system |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2091462A (en) * | 1981-01-20 | 1982-07-28 | Ruhrkohle Ag | A staff-location and signalling system for use in mines |
RU2265531C2 (en) * | 2003-08-07 | 2005-12-10 | Закрытое акционерное общество "ЭЛВИИС" | System to provided safety and monitoring of mobile objects |
EA010608B1 (en) * | 2005-02-15 | 2008-10-30 | Ликания Гмбх | Method and system for subterranean wireless data transmission between at least one mobile station and a fixed network by means of a radio network |
RU2401947C2 (en) * | 2009-01-16 | 2010-10-20 | Андрей Викторович Демидюк | Underground system of monitoring, annunciation and determination of mine worker location |
-
2012
- 2012-11-08 RU RU2012147752/03A patent/RU2508449C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2091462A (en) * | 1981-01-20 | 1982-07-28 | Ruhrkohle Ag | A staff-location and signalling system for use in mines |
RU2265531C2 (en) * | 2003-08-07 | 2005-12-10 | Закрытое акционерное общество "ЭЛВИИС" | System to provided safety and monitoring of mobile objects |
EA010608B1 (en) * | 2005-02-15 | 2008-10-30 | Ликания Гмбх | Method and system for subterranean wireless data transmission between at least one mobile station and a fixed network by means of a radio network |
RU2401947C2 (en) * | 2009-01-16 | 2010-10-20 | Андрей Викторович Демидюк | Underground system of monitoring, annunciation and determination of mine worker location |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2604224C1 (en) * | 2015-10-09 | 2016-12-10 | Общество с ограниченной ответственностью "СЕНТЕКС" | Automated system of industrial objects control |
CN106437829A (en) * | 2016-11-10 | 2017-02-22 | 成都金自天正智能控制有限公司 | Iron ore safety risk avoiding system |
RU2679777C1 (en) * | 2018-05-31 | 2019-02-12 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" | Mine telecommunication system |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7624952B1 (en) | Safety system for railroad personnel | |
CN104989452B (en) | wireless underground miner positioning and construction area environment safety intelligent monitoring system | |
US10518792B2 (en) | Roadway worker safety system and methods of warning | |
CN201928272U (en) | Wireless transmitting system for vital sign information of miner and mining safety helmet | |
CN107701234A (en) | A kind of intelligent mine supervisory systems | |
CN107328413B (en) | Underground disaster alarm system based on personnel position | |
US20080068267A1 (en) | Cost effective communication infrastructure for location sensing | |
CN103246256A (en) | Field production safety monitoring system for building construction and application method thereof | |
WO2015119530A1 (en) | Location and warning system for mines | |
CN102007426A (en) | Position-monitoring device for persons | |
KR20110057439A (en) | Working environment monitoring system and method thereof | |
RU2679777C1 (en) | Mine telecommunication system | |
RU2508449C1 (en) | Mine communication system | |
RU2583011C1 (en) | System for alerting workers on railway tracks on approaching rolling stock | |
CN107737429B (en) | Intelligent fire fighting system | |
CN216212361U (en) | Personnel health risk management system in mine | |
CN113115212A (en) | Management system based on UWB mine staff | |
KR101433870B1 (en) | Realtime mine safety and work management system | |
CN112865289A (en) | Urban disaster prevention and relief emergency control management system | |
CN102314164A (en) | Intelligent miner hat, miner monitoring management system and realization method thereof | |
RU93120U1 (en) | MOBILE OBJECTS MONITORING SYSTEM | |
WO2004090830A1 (en) | Collision avoidance method and system | |
CN206062399U (en) | A kind of warning, positioning, the Intelligent bracelet equipment of vital sign monitoring | |
CN212202138U (en) | Coal mine safety monitoring system | |
Sammarco et al. | A technology review of smart sensors with wireless networks for applications in hazardous work environments |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20151109 |