Способ измерения кривизны стенок ствола Советский патент 1986 года по МПК E21B47/22 

Изобретение относится к г ориому делу и касается способа измерения кривизны, в том чис;1е затон.тенных водой или глинистым раство)ом стволов шахт и скважин, а также габаритов их световых пятен юлезных сечений.

изобретения является унрон1ение измерения кривизны заполненного г; И1 Истым раствором С 1тюла.

На фиг. I иоказан ствол, |)одо;1ьный |)ез- рез; на фи1 . 2нринциннальная схема

из.мерения угла иак. юна троеа; на фиг. 3 отвес с диеко.м, общий вид; на фиг. 4 схема определения расстояния от проектной оси ствола до его стенки на исследуемой глубине.

Снособ измерения кривизны стенок ствола заключается в следующем. .

/1,,. |я из.мерения кривизны стенок ствола, нроходимсл о, нанример, с но.мощью погружной крепи (фиг. 1, 3), опускают с новерх- ности отвес 1, на кото)о.1 закреплен диек 2 известного радиуса. Отвес 1, нодвешен- ный на тросе 3, опускают в ствол с номощью лебедки крана 4 на заданную глубину, которую определяют но тросу 3, либо для этой цели иснользуют рулетку, и iiepeMeHia- ют его в радиа;1ьно.м направлении до со- нрикосновения обода 5 диска со стенкой крени 6. Продолжая неремещение стрел1 1 крана 4 вдоль оси С. Ю в направлении от центра, нанример, на север, трос начинает отклоняться от Бертика. 1ьного положения. Отклонение троса нродо. гжают до тех пор, пока он не расноложится в нескольких сантиметрах от верхней кромки погружной крени.

На дневной поверхности (фиг. 2) высга: - .1ЯЮТ опорные точкиренеры для установки теодолита 7, причем реперы Г, T-.i, T. j и Т.1 рас11олагают на расстя1 ии Р от оси С-Ю, а точки TS, Тс,, Т; и Т -- на расстоянии Hi от оси В- 3. Кроме того, точки-ренеры Тг, T.i, (, и Тг выставляют в точках нредг1о;10- жительпог о рас11о,тожения центра диска к момент контакта с креиыо, а точки Т|, Т.(, Т.- и Т« па К) - 15 см дальше.

Расположив теодолит Т в точке Ti и направив его трубу 1ерпепдику;1Я)по оси С Ю, перемешают его но столику до нерессче- ния с тросом отвеса и обозначают на т)осе точку «а (фиг. I, 4). Зате.м 1;з точки Ti трубу теод(),лита нанравляют в точку «в иод некоторым уг ло.м к горизонту, он)еделя1от высотные отметки точек «а и «в и да,лее из подобия треугольников веа и в(1е (определяют катет с1е и длину отрезка Ml,, т.е. (определяют величину и нанрав,:|е1П е отк, ния стенки CTBO.ia от нроектной осн на исследуемой г :|убине.

/1ля измерения кривизны ство, 1он н скважин, заполненных водой или |-ли11исть м раствором со взвееями разрушенной нороды забоя, необходимо иметь на стройнлсмпадке отвес массы Ki , снабжепн1 1Й известного радиуса, например 2 м ((})иг. ),

а также закрепить около устья ствола диаметром 8 м на известных, наперед заданных расстояниях от двух взаимно перпендикулярных осей нонеречного сечепия, минимум восемь реперов-точек TI Тц (фиг. 2).

Груз отвеса 1 с диском 2 извеетного

оадиуса 2,0 м подвешивают к нрицепному устройству каната подъемного крана (фи|-. 1, 4). После завершения работ по выемке пород из забоя ствола или наращивания очередного кольца блочной крепи отцепляют одноканатный грейфер или очередной блок от прицепного устройства каната под ье.много крана и в.место него подвешивают груз (отвес). Опускают отвес в ствол . 10 исследуемой глубины. Затем подводят капат под ьемного крана стрелой к одному из В1 1бранных диаметров поперечного сечепия ствола (папример, к оси «север-юг) и перемен1ают вдоль нее канат до тех пор, пока оп не окажется в нескольких сантиметрах (5 10 см) от верхней кромки погружной крепи с северной стороны. Канат должен быть натянут прямолинейно. Нельзя допускать, чтобы оп с чем-нибудь соприка- са, 1ся. После этого выставляют теодолит со столиком в точек T.-s (фиг. 2), направляют его трубу перпендикулярно оси С-Ю, выводят пузырьки уровней теодолита на еере- дипу шкал, 1еремещают теодолит по на- 11рав,ляк)1цим столика тараллельно оси С-Ю до тех пор, пока перекрестие объектива трубы теодолита не совместится с какой-то точкой «а каната, наклонного под неизвест- Н1)1м yr,:iOM к оризонту. Еще раз проверяют местонахождение пузырьков уровней теодолита и трубы. После этого берут отсчет высотной от.метки, выбранной на канате точки «а (фиг. 1,4) и отсчет .меетоноложе- ния точки стояния Тз теодо.лита. Как видно, п)едлагаемым способом возможно измерить длину отрезка ас и высотные отметки выбранных точек «а и «с. Затем пере)осят и устапавлнвают теодолит в Т.: и на- водя перекрестие об ьектива его трубы на канат в какую-то тчку «в. Берут отсчет угла 11ак,1опа его трубы и но известным углу наклона трубы теодолита и расстоянию от оси нан11ав.1яю1цих сто,:|ика до оси С-Ю поперечного сечения ствола определяют относительную высоту точки «в. Зате.м берут отсчет В1)1сот1юй от.метки перекрестия окуляра горизонталыю выставленной трубы теодолита и онрсде;1яют высотную отметку катета ас нрямоугольно 0 треугольр ика асв. С по- мо1И1 1о рулетки и нодвен1енного к концу ее лепты 1 руза замеряют глубину пройденной части ствола от высотной отметки горизон- та.льног о катета ас нрямоугольного треугольника асв до диска ол веса, опунаенного в ствол на исследуемую лубину.

Зная г-.лубину с(1 и катеты ас, вс и Bd подобных прямоугольных треугольников вса

и bde (фиг. 4), вычисляют катет de по формуле

de

аове ав

(i:

В том случае, если известна длина каната (мерного троса) подъемного крана на участках ва и ее, измерять указанную глубину не потребуется.

Искомое расстояние равно

ML Me + de 4-dL.(2)

Пренебрегая наклоном диска, можно записать, что

., D dL de.

Подставляя знaчeнияdL и Me fc уравнение (2), получаем

ML fc - de + de de

de в

или

ML .

(3)

Подставив выражение (1) в уравнение (3), получаем

2ав

или

ML fc+4- l-5il±

2t3 В

Введем обозначения ML S; dc Ь; af : 12-ве Ь; ав 14 и окончательно имеем

,+-D iiL-b iь

0

5

0

5

где S - величина отклонения стенки ствола

от проектной оси; -расстояние от проектной оси ствола

до теодолита; D - диаметр диска;

12- расстояние от теодолита до троса;

13- длина троса на исследуемой глубине; I -расстояние от верхнего конца троса

до точки пересечения троса с проекцией оси теодолита.

На этом заканчивают измерение и расчеты по определению местоположения интересующей нас точки L, выбранной по исследуемой глубине стенки ствола предложенным способом. Измерение длин указанных величин и угла наклона троса отвеса возможно выполнить и в том случае, если к тросу отвеса в точках «а и «в подвесить легкие отвесы, не изменяющие направления натянутого наклонного троса отвеса с диском известного радиуса.

Для того, чтобы определиь местоположение точки, лежащей на стенке ствола -с противоположной стороны этого диаметра, необходимо перевести канат с отвесом на противоположную сторону поперечного сечения ствола (на юг) и выполнить измерения и расчеты в предлагаемой последовательности.

Для того, чтобы узнать координаты центра поперечного сечения ствола, достаточно измерить по его периметру как минимум три точки, расположенные одна по отно- щению к другой под углом 120°.

///7// ///

С/О/

. 7

- В

фиг. 2

фиг.З

фаг. if

Составитель А. Цветков

Техред И. ВересКорректор В. Бутяга

Тираж 548Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4