Введение
1 Общая характеристика проблемы пожарной безопасности в угольных шахтах и возможные пути ее решения 13
1.1 Общая характеристика проблемы охраны труда и безопасности работ в угольных шахтах 14
1.2 Меры повышения охраны труда и безопасности работ в угольных шахтах 17
1.2.1 Профилактические мероприятия противопожарной защиты 18
1.2.2 Локализующие мероприятия противопожарной защиты 19
1.3 Технические средства охраны труда и противопожарной защиты 20
1.3.1 Пассивные технические средства локализации взрыва в угольных шахтах 20
1.3.2 Автоматические технические системы локализации горения в угольных шахтах 22
Выводы по главе 1 35
2 Разработка метода определения двумерных координат очага горения на ранней стадии в угольных шахтах 36
2.1 Состав газодисперсной системы угольных шахт 36
2.2 Особенности протекания горения в угольных шахтах 38
2.2.1 Пожаровзрывоопасные свойства метановоздушных смесей 38
2.2.2 Взрывчатые свойства углевоздушных газодисперсных систем 42
2.2.3 Режимы горения метановоздушных и метаноуглевоздушных смесей 50
2.3 Геометрические размеры защищаемого пространства 54
2.4 Анализ методов определения двумерных координат на базе оптико электронных приборов спектрального отношения 55
2.4.1 Метод определения двумерных координат с многоэлементными матричными приемниками оптического излучения 56
2.4.2 Метод определения двумерных координат с однокоординатными приемниками излучения 57
2.4.3 Метод определения двумерных координат с однокоординатными приемниками излучения и цилиндрическими линзами 58
2.5 Уточненные требования к оптико-электронному прибору обнаружения двумерных координат начальной стадии горения 59
Выводы по главе 2 60
3 Конструирование оптико-электронного прибора, определяющего местоположение начальной стадии горения и расчет его основных параметров 61
3.1 Компьютерное моделирование конструкции ОЭП 61
3.1.1 Моделирование распределения энергии в пятне, сфокусированном оптической системой 61
3.1.2 Моделирование геометрических параметров оптической системы 62
3.1.3 Предварительный энергетический расчет 64
3.2 Выбор однокоординатного приемника излучения 65
3.2.1 Определение количества ячеек приемника излучения 65
3.2.2 Геометрические параметры чувствительной зоны ОПИ 68
3.2.3 Спектральная чувствительность ОПИ 68
3.2.4 Однокоординатный приемник излучения на базе фотодиодной линейки 68
3.3 Окончательный расчет геометрических параметров оптической системы ОЭП 69
3.4 Выбор компонентов оптической системы ОЭП 70
3.4.1 Светофильтры 70
3.4.2 Полупрозрачное зеркало 72
3.5 Окончательный энергетический расчет 74
3.6 Электронная часть ОЭП 76
3.7 Основные параметры ОЭП 79
3.7.1 Нижний предел обнаружения по температуре 79
3.7.2 Быстродействие 81
3.7.3 Точность определения координат 81
Выводы по главе 3 82
4 Испытания ОЭП в лабораторных условиях и условиях, близких к реальным 83
4.1 Лабораторные исследования неоднородности чувствительности ячеек многоэлементного фотоприемного устройства 83
4.1.1 Шумы фотоприемного устройства 83
4.1.2 Одноточечный метод коррекции неоднородности чувствительности ячеек приемника излучения 85
4.1.3 Варианты построения лабораторных установок для определения неравномерности чувствительности ячеек однокоординатного приемника излучения 86
4.1.4 Структурная схема лабораторной установки для определения неравномерности чувствительности ячеек 88
4.1.5 Методика оценки неравномерности освещенности создаваемой оптической системой лабораторной установки 90
4.1.6 Определение неравномерности чувствительности ячеек однокоординатного приемника излучения 93
4.2 Исследование точности определения двумерных координат очага горения 95
4.2.1 Лабораторная установка для исследования точности определения двумерных координат очага горения 95
4.2.2 Методика исследования точности определения двумерных координат очага горения 96
4.3 Определение энергетического порога чувствительности 97
4.4 Испытания ОЭП в условиях, близких к реальным 100
4.4.1 Установка для экспериментального исследования систем взрывоподавления 100
4.4.2 Натурные испытания ОЭП 101
Выводы по главе 4 102
Заключение 104
Список использованных источников 106
