Скважинный продольный деформометр Советский патент 1987 года по МПК E21C39/00 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для исследований проявлений горного давления в подземных выработках, в частности для изме-рений деформаций уголь- ного пласта впереди линии очистного забоя.

Цель изобретения - увеличение надежности, срока работы и разрешающей способности.

Основой данного устройства является применение магнитной записи в системе регистрации, при которой протяжка магнитной ленты однозначно определяется деформацией породы, а маг- нитная головка с мультивибратором служат для нанесения меток време- .ни на движущуюся магнитную ленту. Это обеспечивает высокую точность из мерений, определяемую разрешающей способностью магнитной головки, при сроке работы диформометра до нескольких десятков дней .без замены источника питания, причем все узлы устройства могут быть надежно защищены от влияния влажности и запьшенности среды.

На фиг.1 изображен деформометр, общий вид; на фиг.2 - ползун с магнитной лентой.

Деформометр представляет собой корпус в виде полой стальной цилиндрической капсулы 1, имеющей разьбовое соединение с полыми цилиндричес- 35 ние между двумя соседними сигналами кими крышками - передней 2

Мультивибратор подает на магнитную головку импульсы через определенные интервалы времени Тр. В моме импульса на магнитной ленте, прижимаемой направляющими 14 к магнитной головке, записывается короткий сигнал. Поскольку деформация - отжим угла всегда направлен в сторону увеличения измерительной базы L, магнитная лента будет перемещаться вслед за тягой вдоль магнитной головки только в одном направлении. При этом на ленте записывается последовательность сигналов. Расстоя

и задней

3. В центре задней крышки закреплена латунная трубка 4, свободно входящая в отверстие подвижной части деформометра - стального цилиндра 5 . 40 На трубке имеется ограничительная шайба 6. Внутри трубки 4 протянута тяга - тросик 7, закрепленный на конце цилиндра 5. На обеих частях корпуса имеются распорные рессоры 8. На 45 конце крышки 2 установлен прижимной винт 9 с контактной пружиной.

Регистрирующий узел размещен в основном корпусе. В крьш1ке 2 закреплен автономный привод в виде аккуму- 50 ляторов 10, отделенных от капсулы перегородкой 11. В капсуле размещены мультивибратор 12, магнитная головка 13, направляющие 14, в которых скользит ползун 15 с закрепленной на нем 55 магнитной лентой 16,. Один конец ползуна через пружину 17 крепится к перегородке корпуса 11, второй конец - к тяге-тросику 7. Отметчик вресоответствует величине деформации за определенный промежуток време- , ни То .

При регистрации отжима угля в на чальный период измерений сигналы .на ленте записываются часто (отжим незначителен), но по мере приближения линии забоя и увеличении величины отжима угля расстояние между сигналами на ленте увеличивается. Когда деформометр оказывается вблиз поверхности забоя, он извлекается и магнитная лента вынимается из него. Участок ленты, на котором записана информация, характеризует величину отжима на базе L за время измерений пТ, где п - число сигналов .на ленте.

Для оценки разрешающей способнос ти деформометра можно привести расчет. При установке прибора в шпуре на глубине 3 м полный отжим угля на базе 120 мм за время подвигания

fO

5

-20 96719

мени

25

30

, выполненный в виде мультивибратора 12, магнитная головка 13, ползун 15 и магнитная лента 16 составляют регистрирующий узел.

Устройство работает следующим образом.

Перед установкой деформометра в шпур горных пород, находящихся между двумя базовыми репарами, прижимным винтом 9 с контактной пружиной подается электропитание от аккумуляторов 10 на мультивибратор 12 и ограничительной шайбой 6 фиксируется начальное положение цилиндра 5 относительно капсулы 1. Деформометр досылается в конец шпура, где распорные рессоры 8, упирающиеся в стенки шпура, препятствуют проскальзыванию цилиндров при расширении - деформации породы на измерительной базе L.

Мультивибратор подает на магнитную головку импульсы через определенные интервалы времени Тр. В момент импульса на магнитной ленте, прижимаемой направляющими 14 к магнитной головке, записывается короткий сигнал. Поскольку деформация - отжим угла всегда направлен в сторону увеличения измерительной базы L, магнитная лента будет перемещаться вслед за тягой вдоль магнитной головки только в одном направлении. При этом на ленте записывается последовательность сигналов. Расстояние между двумя соседними сигналами

соответствует величине деформации за определенный промежуток време- , ни То .

При регистрации отжима угля в начальный период измерений сигналы .на ленте записываются часто (отжим незначителен), но по мере приближения линии забоя и увеличении величины отжима угля расстояние между сигналами на ленте увеличивается. Когда деформометр оказывается вблиз поверхности забоя, он извлекается и магнитная лента вынимается из него. Участок ленты, на котором записана информация, характеризует величину отжима на базе L за время измерений пТ, где п - число сигналов .на ленте.

Для оценки разрешающей способности деформометра можно привести расчет. При установке прибора в шпуре на глубине 3 м полный отжим угля на базе 120 мм за время подвигания

31

забоя на это расстояние 12 ч, составляет как минимум 7 мм. .Средняя скорость отжима при этом составляет 0,01 мм/мин. Очевидно, что в началь- ный период измерений интенсивность отжима ниже средней величины. Принимаем ее равной 0,001 мм/мин. Разрешающая способность обычных магнитных головок порядка 0,01 мм. Для того, чтобы можно бьшо бы различить отдельные сигналы на ленте в начале записи, интервалы времени между двумя последовательными сигналами должны быть равны

Oj,OI

о7ооТ

О мин .

Дпя современных средств микроэлектроники построение схемы мульти- 20 вибратора с таким периодом генерации не представляет сложности. Ток, потребляемый схемой, не превышает I мА.

Редактор А Долинич

Составитель .С.Потапов

Техред В. Кадар Корректор О.Луговая

Заказ 727/35 Тираж 455Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

с 0

5

0

194

При применении в качестве автономного источника питания аккумуляторных батарей типа Д-0,55 такая схема обеспечивает надежную работу деформомет- ра в течение 23 сут.

Формула изобретения

Скважинный продольный деформо- метр горных пород, находящихся между двумя базовыми реперами, включающий корпус с регистрирующим узлом и автономным приводом, отличающий, с я тем, что, с целью увеличения надежности, срока работы и разрешающей способности, регистрирующий узел выполнен в вида отметчика времени, состоящего из мультивибратора, соединенного с магнитной головкой, к которой прижата магнитная лента, закрепленная на ползуне, один конец которого соединен с тягой, а второй подпружинен относительно корпуса.

Изобретение относится к области горного дела и предназначено для исследований проявлений горного давления в подземных выработках и для измерений деформаций угольного пласта впереди линии очистного забоя. Цель изобретения - увеличение надежности срока работы и разрешающей способности. В корпусе размещен регистрирующий узел. Он выполнен в виде отметчика времени, состоящего фив, 2 из мультивибратора 12, соединенного с магнитной головкой (МГ) 13. К ней прижата магнитная лента (МЛ), закрепленная на ползуне. Один конец ползуна соединен с тягой 7, второй через пружину 17 крепи - с перегородкой 11 корпуса. Получив питание от аккумулятора 10, мультивибратор 12 подает на МГ 13 импульсы через определенные интервалы времени. В момент импульса на МЛ, прижимаемой МГ 13 направляющими 14, записывается короткий сигнал. При этом МЛ перемещается вслед за тягой МГ 13 только в одном направлений. На МЛ записывается последовательность сигналов. Расстояние между двумя соседними сигналами соответствует величине деформации за определенный промежуток времени. По мерэ приближения линии забоя и увеличении отжима угля расстояние между сигналами на МЛ увеличивается. 2 йл. 8 .т i (Л