Устройство измерения и сигнализации линейных смещений трещин в массиве горных пород Российский патент 2004 года по МПК E21C39/00 E02D1/00 G01B5/30 

Изобретение относится к горному делу, строительству, геологии и может быть использовано для измерения линейных смещений трещин непосредственно в натурных условиях.

Известно тензометрическое устройство для измерения линейной деформации объектов. Оно состоит из основания, на котором смонтирован механизм передачи перемещений, выполненный в виде параллелограмма, состоящего из нижнего и верхнего плеч [1].

Недостатком данного устройства являются повышенные требования к точности измерения и невозможность их проведения в натурных условиях.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является устройство, содержащее заделываемые по обе стороны трещины механизмы передачи, измерения и сигнализации смещений. Это штанги, расположенные параллельно одна другой, движки с нониусами, расположенные на первой штанге со шкалой, стержни, взаимодействующие с движками и сильфонами разной жесткости, посредством которых стержни прикреплены к второй штанге, а крайний из них закреплен на второй штанге непосредственно [2].

Недостатком известного устройства является то, что величина раскрытия трещины фиксируется ступенями в зависимости от величины горного давления и не позволяет измерить текущее значения линейного смещения трещин в натурных условиях.

Технический результат изобретения - обеспечение информативности и возможности измерения в натурных условиях текущего значения линейного смещения трещины.

Достигается технический результат тем, что устройство для измерения и сигнализации линейных смещений, содержащее размещенные по обе стороны трещины механизмы передачи и измерения смещения, узел сигнализации смещения, дополнительно содержит защитный корпус из ударопрочного материала со смотровым окном и термоизоляционным слоем, внутри которого размещены механизмы передачи, измерения смещения и узел сигнализации смещения, при этом механизм передачи смещения выполнен из прямой стойки, Г-образной стойки с жестко закрепленным на консольном конце нажимным элементом, на опорном конце стоек закреплен разъемный крепежный элемент, подвижной штанги, один конец которой пропущен через разъемный соединительный элемент, жестко закрепленный на свободном конце прямой стойки, механизм измерения смещения выполнен в виде индикатора часового типа, неподвижная опора которого соединена с разъемным соединением, жестко закрепленным на консольном конце подвижной штанги, причем измерительный стержень индикатора часового типа расположен с возможностью контакта с нажимным элементом, узел сигнализации смещения выполнен из сигнального флажка, направляющего блока и бечевы, один конец которой прикреплен к опорному концу Г-образной стойки, другой конец пропущен через направляющий блок и соединен с подвижным элементом крепления сигнального флажка, закрепленным на защитном корпусе.

Решение технической задачи, а именно обеспечение информативности и возможности измерения в натурных условиях текущего значения линейных смещений трещин в массиве горных пород, осуществимо при условии расположения прямой и Г-образной стоек по одной прямой, по обе стороны трещины и при наличии элементов - подвижная штанга, разъемные соединительные элементы, обеспечивающих непрерывный контакт измерительного элемента - индикатора часового типа с элементами - Г-образная стойка с нажимным элементом, передающими текущие линейные смещения трещины.

Подвижная штанга соединена с прямой стойкой с помощью разъемного соединительного элемента - втулки с резьбовым отверстием и винта, что позволяет регулировать ее длину, а закрепленный на ее консольном конце индикатор часового типа с измерительным стержнем обеспечивает возможность его контакта с нажимным элементом - опорной площадкой.

Нажимной элемент жестко закреплен на Г-образной стойке, что дает возможность фиксировать текущие значения раскрытия и сжатия трещины.

Узел сигнализации, состоящий из сигнального флажка, выполненный в виде стержня и пружины, позволяет при отрыве бечевы или при критических значениях смещений трещин осуществлять поднятие флажка, и оперативно информировать об обрушении закола или достижении критического значения смещения трещины.

На чертеже изображено предложенное устройство, общий вид.

Устройство измерения и сигнализации линейных смещений трещин в массиве горных пород содержит защитный корпус 1, выполненный из ударопрочного материала (триплекс, оргстекло и т.п.), со смотровым окном 2 и покрытый внутри теплоизоляционным слоем 3 (пенопласт, поролон).

Внутри защитного корпуса 1 размещены механизмы передачи смещения, измерения смещения и узел сигнализации смещения.

Механизм передачи смещения выполнен из прямой стойки 4, Г-образной стойки 5 и подвижной штанги 6.

На свободном конце стойки 4 жестко закреплен разъемный соединительный элемент 7 в виде втулки с резьбовым отверстием и винта. На консольном конце стойки 5 жестко закреплен нажимной элемент 8 в виде опорной площадки. На опорных концах стоек 4 и 5 закреплен разъемный крепежный элемент 9, 10 в виде втулки с внутренней поверхностной резьбой.

С помощью элемента 9 и 10 стойки 4 и 5 присоединены к колкам 11 и 12, которые заделаны в массив 13 горных пород на расстоянии друг от друга, т.е. по обе стороны трещины.

На консольном конце подвижной штанги 6 жестко закреплено разъемное соединение 14 в виде втулки с резьбовым отверстием и винта, другой конец штанги 6 пропущен через разъемный соединительный элемент 7 для обеспечения возможности горизонтального возвратно-поступательного перемещения.

Механизм измерения смещения выполнен в виде индикатора часового типа 15, неподвижная опора 16 которого закреплена в разъемном соединении 14, а измерительный стержень 17 размещен с возможностью взаимодействия с нажимным элементом 8. Степень нажима измерительного стержня 17 к нажимному элементу 8 регулируется перемещением подвижной штанги 6 с помощью разъемного соединительного элемента 7.

Узел сигнализации выполнен из сигнального флажка 18, направляющего блока 19 и бечевы 20. Один конец бечевы 20 прикреплен к опорному концу Г-образной стойки 5, а другой конец пропущен через направляющий блок 19, отверстие 21 в корпусе 1 и соединен с закрепленным на защитном корпусе 1 подвижным элементом крепления сигнального флажка 18, выполненным в виде стержня 22 и пружины 23.

Устройство работает следующим образом.

Перед измерением стойки 4 и 5 крепятся к колкам 11 и 12 так, чтобы нажимной элемент 8, жестко закрепленный на консольном конце Г-образной стойки 5, соприкасался с измерительным стержнем 17 индикатора часового типа 15.

При изменении линейных размеров трещины, расположенной в приуступной части массива 13, изменяется расстояние между прямой 4 и Г-образной 5 стойками. Эти изменения передаются через подвижную штангу 6 и нажимной элемент 8 на индикатор 15. Перемещения измерительного стержня 17, связанного с поверхностью нажимного элемента 8, фиксируются шкалой индикатора 15, неподвижная опора 16 которого взаимодействует через разъемное соединение 14 с подвижной штангой 6.

Устройство позволяет в натурных условиях производить измерение величины текущих значений линейного смещения трещин, что обеспечивает более обоснованно оценить динамику раскрытия трещин в зависимости от сезона времени.

Источники информации

1. Авторское свидетельство СССР № 676858, G 01 B 5/30, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР № 523271, G 01 B 5/30, 1976 (прототип).

Изобретение относится к горному делу, строительству, геологии и может быть использовано для измерения линейных смещений трещин непосредственно в натурных условиях. Технический результат изобретения - обеспечение информативности и возможности измерения в натурных условиях текущего значения линейного смещения трещины. Устройство измерения и сигнализации линейных смещений трещин в массиве горных пород, содержащее размещенные по обе стороны трещины механизмы передачи и измерения смещения, узел сигнализации смещения, дополнительно содержит защитный корпус из ударопрочного материала со смотровым окном и термоизоляционным слоем, внутри которого размещены механизмы передачи и измерения смещения, и узел сигнализации смещения. При этом механизм передачи смещения выполнен из прямой стойки, Г-образной стойки с жесткозакрепленным на консольном конце нажимным элементом, на опорном конце стоек закреплен разъемный крепежный элемент, подвижной штанги, один конец которой пропущен через разъемный соединительный элемент, жестко закрепленный на свободном конце прямой стойки. Механизм измерения смещения выполнен в виде индикатора часового типа, неподвижная опора которого соединена с разъемным соединением, жестко закрепленным на консольном конце подвижной штанги, причем измерительный стержень индикатора часового типа расположен с возможностью контакта с нажимным элементом. Узел сигнализации смещения выполнен из сигнального флажка, направляющего блока и бечевы, один конец которой прикреплен к опорному концу Г-образной стойки, другой конец пропущен через направляющий блок и соединен с подвижным элементом крепления сигнального флажка, закрепленным на защитном корпусе. 1 ил.

Устройство измерения и сигнализации линейных смещений трещин в массиве горных пород, содержащее размещенные по обе стороны трещины механизмы передачи и измерения смещения, узел сигнализации смещения, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит защитный корпус из ударопрочного материала со смотровым окном и термоизоляционным слоем, внутри которого размещены механизмы передачи и измерения смещения, и узел сигнализации смещения, при этом механизм передачи смещения выполнен из прямой стойки, Г-образной стойки с жесткозакрепленным на консольном конце нажимным элементом, на опорном конце которых закреплен разъемный крепежный элемент, подвижной штанги, один конец которой пропущен через разъемный соединительный элемент, жестко закрепленный на свободном конце прямой стойки, механизм измерения смещения выполнен в виде индикатора часового типа, неподвижная опора которого соединена с разъемным соединением, жестко закрепленным на консольном конце подвижной штанги, причем измерительный стержень индикатора часового типа расположен с возможностью контакта с нажимным элементом, узел сигнализации смещения выполнен из сигнального флажка, направляющего блока и бечевы, один конец которой прикреплен к опорному концу Г-образной стойки, другой конец пропущен через направляющий блок и соединен с подвижным элементом крепления сигнального флажка, закрепленным на защитном корпусе.