УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЗА ОБРУШЕНИЕМ КРОВЛИ Российский патент 2004 года по МПК E21C39/00 

Предлагаемое изобретение относится к области горного дела и может быть использовано для контроля за обрушением кровли при разработке месторождений с пластовым залеганием полезного ископаемого.

Известно устройство для сигнализации о смещении пород кровли горной выработки, включающее цилиндрический корпус, внутри которого расположена штанга с распорным замком, сигнальный блок с сигнальными элементами, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы устройства, оно снабжено трубой, а стопоры выполнены в виде узких пластинок с эксцентричным отверстием, каждая из которых жестко соединена с соответствующим сигнальным стержнем, при этом стопоры и опорный элемент последовательно размещены в нижней части сигнального блока, который имеет фигурное сечение, при этом сигнальный блок размещен в трубе и жестко соединен со штангой и замком (А.С. 883435, кл. Е 21 С 39/00).

Однако данное устройство недостаточно надежно в работе, не предусматривается настройка прибора на разные смещения кровли, сигнализация, подаваемая прибором, визуальна и находится в выработанном пространстве, а следовательно в различных условиях не всегда будет заметна.

Известно устройство для определения конвергенции и усадки закладочного массива, имеющее телескопическую стойку с датчиком, подключенным к коммуникации двойной электрической цепи, отличающееся тем, что, с целью обеспечения одновременного замера конвергенции и усадки закладочного массива путем обеспечения автономности работы устройства, стойка снабжена плитами с лапами, которые закреплены в кровле и почве выработки с помощью анкерных болтов, при этом верхняя плита имеет измерительный механизм, ось которого соединена с помощью тросика и пружины с нижней плитой стойки (А.С. 723128, кл. Е 21 С 39/00), принятое за прототип.

Недостатком данного устройства является небезопасность людей при использовании его на очистных работах, так как для определения максимального смещения кровли необходима специальная настройка прибора, для этого прибор должен быть установлен только в месте наибольшего смещения кровли.

Задачей изобретения является создание устройства, с помощью которого удастся повысить безопасность работ по выемке продуктивного пласта путем дистанционного контроля за обрушением кровли.

Задача решается тем, что в устройстве для контроля за обрушением кровли, содержащем корпус с подвижным цилиндром и размещенным в нем датчиком, электрически связанным с сигнальной аппаратурой, согласно изобретению датчик представляет собой двуплечий рычаг, выполненный в виде снабженной на концах электрическими контактами оси, установленной с возможностью поворота в самоустанавливающимся подшипнике, размещенным в изолированном от корпуса подвижном цилиндре с внутренним электрическим контактом, причем верхний электрический контакт оси выполнен в виде пружины, а нижняя часть корпуса выполнена в виде усеченного конуса, расширяющегося к низу, и снабжена внутренним электрическим контактом, изолированным от корпуса.

Предложенная конструкция устройства для контроля за обрушением кровли повышает безопасность людей, находящихся в забое, за счет их своевременного предупреждения об обрушении кровли.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен разрез устройства с электрической схемой, на фиг.2 показана схема устройства в очистном пространстве, на фиг.3 показана схема устройства в рабочем (наклоненном) положении.

На чертежах:

1 - корпус;

2 - усеченный конус (нижняя часть корпуса);

3 - внутренний электрический контакт усеченного конуса;

4 - защитная крышка (выполненная из оргстекла);

5 - клин;

6 - репер;

7 - крышка датчика;

8 - регулировочные болты;

9 - подвижной цилиндр;

10 - ось;

11 - изолятор;

12 - нижний электрический контакт оси;

13 - верхний электрический контакт оси (выполнен в виде спиральной пружины);

14 - кольцо;

15 - самоустанавливающийся подшипник;

16 - сигнальная лампа;

17 - сигнальный звуковой элемент;

18 - тросик.

Устройство для контроля за обрушением кровли включает в себя цилиндрический корпус 1, нижняя часть которого выполнена в виде усеченного конуса 2, с внутренним электрическим контактом 3. Нижняя часть корпуса 1 закрыта прозрачной защитной крышкой 4, выполненной, например, из оргстекла, предназначенной для наблюдения за готовностью устройства к работе. Верхняя часть корпуса 1 устройства имеет отверстие для клина 5, с помощью которого устройство закрепляется на репере 6. Внутри корпуса размещен подвижный цилиндр 9, в котором с помощью изолированного от него самоустанавливающегося подшипника 15 закреплена ось 10, которая представляет собой двуплечий рычаг, оба конца которой имеют электрические контакты, верхний 13, и нижний 12. Нижний электрический контакт 12 представляет собой сферический грузик, а верхний электрический контакт 13 представлен спиральной пружиной для того, чтобы дать возможность увеличения хода нижнему электрическому контакту 12 при увеличении угла опускания кровли.

Верхний электрический контакт 13 контактирует с подвижным цилиндром 9, который отделен от корпуса 1 изолятором 11. Нижний электрический контакт взаимодействует с внутренним электрическим контактом 3 усеченного конуса, который также изолирован от корпуса 1 изолятором 11. Двуплечий рычаг оси 10 выполнен так, что верхняя часть рычага меньше и верхний электрический контакт 13 замыкается раньше нижнего электрического контакта 12, поэтому верхний сигнал играет роль предупредительного и зажигает сигнальную лампу 16, а нижний играет роль сигнала опасности и включает сигнальный звуковой элемент 17.

Подвижный цилиндр 9 с датчиком закрыт крышкой 7, в которой имеются отверстия под регулировочные болты 8, связанные с подвижным цилиндром 9. С помощью этих болтов осуществляется настройка устройства на разный диапазон углов смещения кровли.

В нижней части усеченного конуса имеется кольцо 14, к которому крепится тросик 18, посредством которого устройство извлекается из очистного пространства.

Устройство работает следующим образом.

В кровле пласта устанавливается репер 6. На него с помощью клина 5 крепится корпус 1 устройства для контроля за обрушением кровли, нижняя часть которого выполнена в виде усеченного конуса. При опускании кровли нижний электрический контакт 12 взаимодействует с контактной пластиной усеченного конуса 3, а верхний электрический контакт 13, выполненный в виде спиральной пружины 13, контактирует с подвижным цилиндром 9, расположенным внутри корпуса 1. Работоспособность прибора определяется после его установки через защитную крышку 4, выполненную из прозрачного оргстекла. В процессе опускания кровли изменяется угол ее наклона α, и устройство, закрепленное на репере 6, также вслед за кровлей изменяет угол своего наклона, однако ось 10 занимает строго вертикальное положение благодаря самоустанавливающемуся подшипнику 15. При достижении угла α опускания кровли 60% от критического (10-12°, см. фиг.4), верхний электрический контакт 13 посредством спиральной пружины касается подвижного цилиндра 9 и замыкает цепь сигнальной лампы 16. Сигнальная лампа 16 предупреждает людей, находящихся в забое, о предстоящем обрушении кровли, сигнализирует о необходимости принять меры по предупреждению осадков кровли. При достижении угла опускания кровли 90% от критического (14-17°, см. фиг.3), нижний электрический контакт 12 соприкасается с внутренним электрическим контактом 3 и замыкает цепь сигнального звукового элемента 17, который предупреждает о необходимости вывода людей из забоя.

Перед выводом людей из забоя устройство извлекается из выработанного пространства с помощью тросика 18. Устройство закреплено на репере 6 так, что более короткий отрезок тросика 18 соединен с кольцом клина 5, а более длинный - с кольцом 14. Поэтому, если потянуть тросик 18, сначала вылетит клин 5, устройство упадет на почву и затем его можно будет подтянуть за кольцо 14. Провода сигнализации могут быть закреплены на тросике 18.

Так как для различных горно-геологических условий критический угол α может быть разным, перед установкой прибор настраивается с помощью болтов 8 относительно жестко закрепленной крышки датчика 7, которые регулируют положение подвижного цилиндра 9 с осью датчика, а значит диапазон контролируемых углов смещения кровли.

Основные параметры устройства, например, для критического угла 14-17° показаны на фиг.3. На фиг.3 показано, что при достижении угла опускания кровли 10-12° замыкается первый контакт и включается сигнальная лампа 16. При увеличении угла опускания кровли еще на 4-5° замыкается нижний контакт 12, подается звуковой сигнал сигнальным звуковым элементом 17. Угол усеченного конуса определяется из учета критического угла и жесткости пружины 13. Соотношение длины верхнего плеча рычага L₁ к нижней L₂ составляет 1:3.

Таким образом, предлагаемая конструкция устройства для контроля за обрушением кровли повышает безопасность людей, находящихся в очистном забое, за счет их своевременного предупреждения об обрушении кровли, устройство можно использовать многократно, конструкция устройства проста, а установка его не требует специальной подготовки.

Изобретение относится к области горного дела и может быть использовано для контроля за обрушением кровли при разработке месторождений с пластовым залеганием полезного ископаемого. Устройство содержит корпус с подвижным цилиндром и размещенным в нем датчиком, электрически связанным с сигнальной аппаратурой. Датчик представляет собой двуплечий рычаг, выполненный в виде снабженной на концах электрическими контактами оси, установленной с возможностью поворота в самоустанавливающемся подшипнике, размещенном в изолированном от корпуса подвижном цилиндре с внутренним электрическим контактом. Верхний электрический контакт оси выполнен в виде пружины. Нижняя часть корпуса выполнена в виде усеченного конуса, расширяющегося книзу, и снабжена внутренним электрическим контактом, изолированным от корпуса. Изобретение направлено на повышение безопасности работ по выемке пласта. 3 ил.

Устройство для контроля за обрушением кровли, содержащее корпус с подвижным цилиндром и размещенным в нем датчиком, электрически связанным с сигнальной аппаратурой, отличающееся тем, что датчик представляет собой двуплечий рычаг, выполненный в виде снабженной на концах электрическими контактами оси, установленной с возможностью поворота в самоустанавливающемся подшипнике, размещенном в изолированном от корпуса подвижном цилиндре с внутренним электрическим контактом, причем верхний электрический контакт оси выполнен в виде пружины, а нижняя часть корпуса выполнена в виде усеченного конуса, расширяющегося книзу, и снабжена внутренним электрическим контактом, изолированным от корпуса.