СПОСОБ ДИСТАНЦИОННОГО ИЗМЕРЕНИЯ СМЕЩЕНИЯ ПОРОД КРОВЛИ Российский патент 2007 года по МПК E21C39/00 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для дистанционного измерения смещений пород кровли.

При управлении горным давлением полным обрушением при трудноуправляемых кровлях особо опасным является первичное обрушение, которое сопровождается ударным действием воздушной волны. Поэтому изучение характера смещения пород кровли перед первичным обрушением весьма актуально.

Известен способ дистанционного измерения смещения пород с помощью реостатной стойки типа СР, включающий установку этой стойки в месте измерения, а изменение величины сопротивления измеряется дистанционно с помощью приборов [1].

Недостатком данного способа является то, что не фиксируется непрерывное смещение пород непосредственно до обрушения пород, а при обрушении пород реостатная стойка разрушается.

Известен способ дистанционного измерения смещений пород кровли, включающий определение места замера, крепление к кровле конца проводника (троса), размещение измерительного устройства, содержащего элемент натяжения проводника (противовес) и замер передаваемых показателей, [2] - прототип.

Недостатками известного способа является невозможность постоянного наблюдения за процессом сдвижения горных пород кровли непосредственно до их обрушения и включения аварийной сигнализации.

Технической задачей явилась разработка способа постоянной регистрации смещений пород кровли до их обрушения, а также своевременное автоматическое предупреждение работающих о приближающемся обрушении кровли.

Способ отличается тем, что сначала определяют для первичной посадки кровли в очистном забое район наибольших напряжений и деформаций пород, располагающийся в средней части шага первичного обрушения, конец проводника закрепляют к кровле в выбранном месте при подходе механизированного комплекса к этому району, а к почве перпендикулярно напластованию под местом закрепления конца проводника устанавливают блок, через который пропускают проводник, и с помощью других блоков, установленных у кровли вентиляционного или конвейерного штреков, крепят его к измерительному устройству, которое дополнительно оборудуют автоматически включаемой аварийной сигнализацией, причем включение ее предусматривают при движении элемента натяжения проводника не позднее достигнутой половины расчетного смещения пород кровли, а замер показаний измерительного устройства начинают сразу же по мере отхода механизированного комплекса.

Введенный в формулу изобретения такой существенный признак, как то, что сначала определяют для первичной посадки кровли в очистном забое район наибольших напряжений и деформаций пород, располагающийся в средней части шага первичного обрушения, конец проводника закрепляют к кровле в выбранном месте при подходе механизированного комплекса к этому району, обеспечивает измерение смещения пород кровли в данном месте от начала смещения до полного обрушения пород.

Существенный признак о том, что на почве перпендикулярно напластованию под местом закрепления конца проводника устанавливают блок, через который пропускают проводник, позволяет создать между кровлей почвой гибкую изменяющуюся по длине систему, характеризующую процесс смещения пород.

Существенный признак о том, что проводник с помощью других блоков, установленных у кровли вентиляционного или конвейерного штреков, крепят к измерительному устройству, дает возможность все измерения производить дистанционно в безопасных местах.

Существенный признак о том, что измерительное устройство снабжено автоматически включаемой аварийной сигнализацией, обеспечивает своевременное предупреждение работающих о наступлении аварийной ситуации.

Существенный признак о том, что включение аварийной сигнализации предусматривают при движении элемента натяжения проводника не позднее достигнутой половины расчетного смещения пород кровли, позволяет иметь запас времени на вывод работающих из опасных мест.

Способ поясняется чертежами, где на фиг.1 показан в плане участок горных работ, подготовленный к первичной посадке кровли. На фиг.2 - схема расположения места измерительного устройства.

Условные обозначения, принятые на чертежах:

1 - выемочный столб; 2 - конвейерный штрек; 3 - вентиляционный штрек; 4 - механизированный комплекс; 5 - точка крепления проводника; 6 - проводник; 7 - блок; 8 - измерительное устройство; 9 - элемент натяжения; 10 - самопишущая стрелка; 11 - лентопротяжный механизм; 12 - упор; 13 - включатель аварийной сигнализации.

Способ осуществляют следующим образом. Для отработки пласта полезного ископаемого выемочным столбом 1, оконтуренным конвейерным штреком 2 и вентиляционным штреком 3, применен метод управления кровлей полным обрушением. Поэтому в начальный период при отходе механизированного комплекса 4 от разрезной печи при труднообрушающихся кровлях ожидается первичное обрушение кровли при значительных площадях обнаженного пространства, что весьма опасно, ударным действием воздушной волны и большими нагрузками на механизированный комплекс 4. Поэтому сначала определяют район наибольших напряжений и сдвижений пород кровли после их обнажения математическими расчетами и опытными наблюдениями. Расчеты и наблюдения показывают, что определяемый район расположен в средней части шага первичного обрушения. Когда механизированный комплекс 4 достигнет указанного района, к кровле в точке 5 крепят конец проводника 6, например стальной проволоки, а к почве перпендикулярно напластованию под точкой 5 устанавливают блок 7, через который пропускают проводник 6 и с помощью других блоков 7, установленных у кровли вентиляционного штрека 3 или конвейерного штрека 2, проводник 6 крепят к измерительному устройству 8. Измерительное устройство 8 состоит из элемента натяжения 9, в качестве которого может быть подвешенный груз (или пружина), самопишущей стрелки 10, закрепленной к элементу натяжения 9, лентопротяжного механизма 11, упора 12 и включателя 13 аварийной сигнализации. При последующем движении механизированного комплекса 4 площадь обнаженной кровли увеличивается и достигает критических значений. Начинается ее смещение до начала первичного обрушения. Расчетами и данными практики установлено, что это смещение до обрушения труднообрушаемых кровель достигает 100-150 мм. При начавшемся смещении кровли точка 5 опускается и одновременно это смещение передается проводником 6 элементу натяжения 9, а самопишущая стрелка 10 фиксирует график на бумаге лентопротяжного механизма 11. После определенного смещения элемента натяжения 9 упором 12, также укрепленным на нем, поворачивается рычажок включателя 13 и аварийная сигнализация срабатывает. Причем включение ее предусматривают не позднее достигнутой половины расчетного смещения пород кровли. При включении аварийной сигнализации (звуковой, световой) люди выводятся в безопасные места.

Преимуществами предлагаемого способа являются:

- простота и надежность способа;

- исключается нахождение работающих в зоне обнаженного пространства лавы;

- в районе первичной посадки кровли нет дорогостоящих приборов и оборудования.

Источники информации

1. К.А.Ардашев, В.И.Ахматов, Г.А.Катков. Методы и приборы для исследования проявлений горного давления. - М.: Недра, 1981. - С.77, 78.

2. Авторское свидетельство № 1232799 А1, кл. Е21С 39/00, опубл. 23.05.1986 г.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для дистанционного измерения смещений пород кровли в подземных горных выработках. Способ включает определение места замера, крепление к кровле конца проводника, размещение измерительного устройства, содержащего элемент натяжения проводника, и замер передаваемых показателей. Сначала определяют для первичной посадки кровли в очистном забое район наибольших напряжений и деформаций пород, располагающийся в средней части шага первичного обрушения, конец проводника закрепляют к кровле в выбранном месте при подходе механизированного комплекса к этому району. К почве перпендикулярно напластованию под местом закрепления конца проводника устанавливают блок, через который пропускают проводник, и с помощью других блоков, установленных у кровли вентиляционного или конвейерного штреков, крепят его к измерительному устройству. Замер показаний измерительного устройства начинают сразу же по мере отхода механизированного комплекса. Измерительное устройство дополнительно оборудуют автоматически включаемой аварийной сигнализацией, причем включение ее предусматривают при движении элемента натяжения проводника не позднее достигнутой половины расчетного смещения пород кровли. В качестве проводника может быть использована стальная проволока. Изобретение позволяет повысить безопасность работы. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ дистанционного измерения смещений пород кровли, включающий определение места замера, крепление к кровле конца проводника, размещение измерительного устройства, содержащего элемент натяжения проводника, и замер передаваемых показателей, отличающийся тем, что сначала определяют для первичной посадки кровли в очистном забое район наибольших напряжений и деформаций пород, располагающийся в средней части шага первичного обрушения, конец проводника закрепляют к кровле в выбранном месте при подходе механизированного комплекса к этому району, а к почве перпендикулярно напластованию под местом закрепления конца проводника устанавливают блок, через который пропускают проводник, и с помощью других блоков, установленных у кровли вентиляционного или конвейерного штреков, крепят его к измерительному устройству, которое дополнительно оборудуют автоматически включаемой аварийной сигнализацией, причем включение ее предусматривают при движении элемента натяжения проводника не позднее достигнутой половины расчетного смещения пород кровли, а замер показаний измерительного устройства начинают сразу же по мере отхода механизированного комплекса.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве проводника используют стальную проволоку.