Устройство для наблюдения смещений горных пород Советский патент 1989 года по МПК G01C15/04 

31506

пения полпруж1шпни1, пилпк 13 и рамок 12, позволяющих переключать измерения перемещений отрезков труб при помощи струи 7 с горизонтальных сме- щений на вертикальные. Подпружиненные вилки 13 установлены на стеиггах отрезков труб 1, рамки закреплены на струнах 7 с возможностью зацепления с подпружиненньп-ш вилками 13 при из- менении натяжения струн, пропущенных через блоки 8, которые установлены на внутренней трубе 3 соответственно отрезкам труб 1. Внутри неподвижной трубы проходит струна 4 с якорем 5,

который вместе с в)1утренней трубой 3 жестко закреплены в основании 6, Верхние концы всех струн снабжены щкал- ками и прикреплены к отсчетным приспособлениям 9 с возможностью регулирования их натяжения. Процесс определения деформаций заключается.в измерении изменения расстояния между роликом и отсчетным приспособлением 9 для вертикальных перемощений и изменения расстояния между роликом и точкой крепления струим 7 к отрезку трубы 1 для горизо}1та;1ьных перемещений, 3 ил.

Изобретение относится к горно-маркшейдерским приборам и предназначено для измерения перемещений и деформаций в массивах горных пород в горизонтальном и вертикальном направлениях. Целью изобретения является упрощение конструкции за счет применения подпружиненных вилок 13 и рамок 12, позволяющих переключать измерения перемещений отрезков труб при помощи струн 7 с горизонтальных смещений на вертикальные. Подпружиненные вилки 13 установлены на стенках отрезков труб 1, рамки закреплены на струнах 7 с возможностью зацепления с подпружиненными вилками 13 при изменении натяжения струн, пропущенных через блоки 8, которые установлены на внутренней трубе 3 соответственно отрезкам труб 1. Внутри неподвижной трубы проходит струна 4 с якорем 5, который вместе с внутренней трубой 3 жестко закреплены в основании 6. Верхние концы всех струн снабжены шкалками 20 и прикреплены к отсчетным приспособлениям 9 с возможностью регулирования их натяжения. Процесс определения деформаций заключается в измерении изменения расстояния между роликом 8 и отсчетным приспособлением 9 для вертикальных перемещений и изменения расстояния между роликами 8 и точкой крепления струны 7 к отрезку трубы 1 для горизонтальных перемещений. 3 ил.

Изобрете)1ис относится к горно-маршейдерским приборам, а именно к измерению перемещений и деформаций в нассипах пород в горизонтальном и вертикальном направлениях,Целью изобретения является упрощение конструкции.

На фиг,1 представлена схема устройства для наблюдения смещений горных пород в теле оползня, общий вид; на фиг.2 - положения элементов устроства в разли шых режимах измерения смещенийjна фиг,3 - натяжное при-. способление и струбцина с уровнями, общий вид,

Устройство состоит и:з отрезков труб 1 с гибкими элементами 2, представляющими собой, например, ревину, для предохранения устройства от заиливания грунта, попадания влаги. Внутри неподвр жной трубы 3 проходит струна А с якорем 5. Верхний конец струны со шкалой прикреплен к отсчет ному приспособлению, нижний конец с якорем 5 жестко закреплены в основа- НИИ 6 вместе с трубой 3. Это дает воможность проводить измерения смещений относительно наиболее глубоких несмещающихся слоев. Боковые струны

7 своими нижними концами прикреплены . ,

к отрезкам труб 1, а другие концы

пропущены через блоки 8, закрепленные на трубе 3, и прикреплены к отсчетным приспособлениям 9, каждая струна 7 крепится к трубе 1 с помощь цилиндра 10, расположенного в стакане ), На струнах 7 неподвижно закреплены рамки 12, Вилка 13 перемеща ется по пальцу 14, закрепленному на

стенке труб, 1, 12 имеет подпружиненные шарики 15. Отсчетное приспособление включает кронштейн 16, ппкрепленный на опорном столике 17, ia оси 18 кронштейяп 16 свободно качается рычаг 1, па одном конце которого крепится струна 7, имеющая шкал- ку 20, другое плечо рычага имеет ог- 21, грутик 22 свободно перемещается ндоль плеча pi,Fiara 23. Па- тяжное приспособление имееч микромет- ренные винты 24 д.чя приведения струн в отвесное 11Олож€1|ие с помощью съемны уровней, рас110.ш. ;ке1,; ых на струбцине 23. Струбцина пррдст-лгляет собой площадку 26 с Ц1 линдром в виде цанги 27, жестко скрецленныс с одной стороны и имеющие прорези как на площадке, так и на цилиндре д.гы струны. В рабочем виде струна пропускается через прорези струбцины, на г илиндр навинчивается шайба 28, при этом - губки цанги сжимают струну. После этого микрометренными винтами 24 пузырьки уровней ВЫРОДЯТСЯ на середину, что соответствует отвесному положению струны.

Сборка устройства для наблюдений смещений горнглх пород в теле оползня производится 3 следующем порядке.

Вначале на поверхности собирают наружные трубы 1, устанавливая в них подпружиненные вилки 13, закрепляют стаканы 11, гибкие элементы 2, которые к наружным трубам крепятся болтами. К стенкам неподвижной трубы 3 крепятся блоки 8, пропускается внут-. ри нее струна 4, к нижнему концу которой крепится обрезок металлического прутка или деревянного бруска, слжащего стопором. Затем неподвижную трубу со струной и стопором опускают в скважину и заливают бетоном через рукав. После того как бетон схватится опускают наружную трубу нижнего горизонта так, чтобы направлени нижних блоков 8 внутренней трубы 3 совпало с направлением вилки 13 фик- сатора. Затем с помощью полого штока малого диаметра опускают цилиндр 10 с закрепленными на нем струной 7 с рамой 12 фиксатора и тросом 29 в соответствующий стакан i1, одевают штоком струну на блок 8, Верхние концы струны 7 и троса 29 поменают бирками с информацией о горизонте и временно крепят на поверхности. После этого опускается следующая тру ба, и производится сборка в том же порядке.

После сборки устройства для наблюдений смещений устанавливают опорный столик 17, пропуская в отверстия струны, имеющие индекс соответстпую- щего горизонта. Затем конец струны крепят к плечу рычага 19. Далее на- страивают устройство на режимы работ и крепят шкалки 20 к струнам 7. Ко- нец троса. 29 с биркой об информации горизонта крепят на стенке наружной трубы 1 верхнего горизонта, для чего предусмотрены специальные крюки (не показаны).

Для замены струны в случае ее раз- рьша снимают опорный столик 17, с помощью троса 29 вынимают цилиндр 10 из стакана 11, снимают конец разор- ванной струны, второй разорванный конец струны снимают с натяжного устройства, прикрепляют новую струну и опускают цилиндр 10 в стакан 11. С помощью штока накидывают струну 7 на блок 8, верхний конец струны крепят к плечу рычага 19, а трос 29 обратно крепят на крюке наружной трубы верхнего горизонта.

В предлагаемом устройстве блок 8 прикреплен одним концом на опоре и имеет вид соединения двух конусов вер шинами друг к другу, т.е. представляет собой однополостный гиперболоид вращения. Такая форма предотвращает соскальзывание струны с блока при работе устройства.

Отрезки наружных труб должны быть из стали, стойкой к коррозии.

5 0

5 0 с

.

5

0

5

Количество и длина отрезков труб выбираются в зависимости от конкретной оползневой ситуации.

Струны можно использовать стальные либо инварные.

Для получения более полной информации о смещения х горных пород на одном горизонте можно увеличивать количество струн, располагая их на одном горизонте через 60, 120 и 180. Для предотвращения соприкосновения струн различных горизонтов их смещают по азимуту, кроме того, вилки фиксаторов можно перемещать по высоте.

Смещения струн определяют с помощью отсчетов по микроскопам, используя нивелир. Для отсчитьшания смещений можно использовать индикаторы часового типа, накладной уровень с мик- рометренным винтом, который располагают на коромысле. Отсчетные приспособления выбирают в зависимости от конкретных условий.

В периоды между измерениями предусмотрено располагать струну в свободном положении, для того, чтобы разгрузить струну и уменьшить влияние на нее различных сотрясений земной поверхности. С этой целью грузик 22 рычага 23 смещают вправо до кронштейна 1 6,

Устройство для наблюдения смещений горных пород работает в двух режимах: измерения вертикальных смещений и измерения горизонтальных смещений. Смещения слоев в устройстве определяют относительно наиболее глубокого несмещающегося слоя.

Для устранения в полученных величинах Смещений ощибок предусмотрено перед измерениями приводить все струны в отвесное положение при помощи съемных уровней.

Перевод в этот режим измерения вертикальных смещений осуществляется при помощи грузика 22, перемещающегося по плечу рычага 23, Из расчета, по определению для различных длин плеч, различных прилагаемых сил найдено три положения грузика 22 по переводу устройства в различные режимы измерений, При положении грузика 22, например, на делении в 1 см производится перевод устройства в режим измерения вертикальных смещений, , натяжение боковой струны 7 ослабляется иастоль ко, что рамка 12 под собственным весом перемещается вниз и входит в зацепление с вилкой 13. Последняя сжима пружину скользит по пальцу 14, закр еп ленному на стенке трубы 1, и стопо- рится. Затем переводят грузик 22 на деление в 2 см, в результате струна принимает рабочее положение, и делают замеры,

В этом случае при смещении ело- ев в вертикальном направлении возникают перемещения отрезков труб 1, снабженных гибкими-элементами 2, которые по струнам передаются на натяжное приспособление.

Процесс измерения горизонтальПьгх смещений заключается в следующем, Груз ик 22 перемещается по плечу рычага 23, например, на деление в 3,6 смс При этом вес грузика 22, преодолевая силу упругости подпружиненных шариков 15, и вес рамки 2 перемещают струну 7 вверх. Вилка 13, выйдя из зацепления с рамкой 12, перемещается по пальцу 14 за счет силы уп- ругости пружины 30 в исходное положение. После этого переводят грузик 22 на деление в 2 см и производят замеры. При режиме измерения горизонтальных смещений вилка 13 и рамка 12 на- ходятся в разъединенном положении, струна 7 натянута и проходит через блок 8, закрепленный на трубе 3,

При горизонтальном смещении слоев перемеща5отся отрезки труб, эти сме- щения передаются через струны, проходящие через блоки к отсчетному устройству.

В периоды между измерениями, как указывалось, производят разгрузку струны.

Предлагаемое решение позволяет повысить надежность и точность измерения вертикальных и горизонталь-

ных смещении горных пород в теле оползня, так как смещения измеряют одной струной, переключая ее с вертикальных смещений на горизонтальные, упростить конструкцию устройства, использовать различные отсчет- ные устройства, повысить надежность и долговечность его работы, так как в периоды между измерениями предусмотрена разгрузка струны, выполнять наблюдения практически на любой глубине, возможно дли ельное наблюдение за характером смещения горных пород, кроме того, характерны легкость производства наблюдений, относительно небольшие затраты средств и труда на оборудоъ:и|; ; .: устройства,

Формула изобретения

Устройство для наблюдения смещений горных пород, содержащее основание, отрезки труб, соединенные гибкими элементами, центральную струну с якорем, боковые струны, верхние концы которых прикреплены к отсчетным приспособлениям, а нижние - к стенкам соответствующих отрезков труб, отличающееся тем что, ,с целью упрощения конструкции, оно снабжено внутренней трубой, блоками, рамками и подпружинеттньпги вилками, причем блоки установле|Л на внутренней трубе, жестко связанной с основанием, подпружиненные вилки установлены на соответствующих отрезках , труб, а рамки закреплены на боковых струнах с возможностью .зацепления с подпружиненными вилками, при этом якорь центральнЪй струны жестко закреплен в основании, а верхние концы всех струн установлены с возможностью регулирования их натяжения.

-23

2

.-4

Риг.г

аг.З