Фотопланиметрический способ оценки устойчивости горных выработок Советский патент 1991 года по МПК G01C11/06 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для оценки устойчивости горных выработок при разработке калийных и каменносоля- ных месторождений.

Цель изобретения - повышение точности и надежности оценки.

На фиг. 1 приведены наиболее характерные сечения выработок (тоннелей) круглой, квадратной и прямоугольной формы, для которых рассчитаны значения коэффициента их формы по формуле Кф Р/ VST , где Кф - коэффициент формы выработки, Р - длина контура (периметра) выработки, S - площадь поперечного сечения выработки; на фиг.2 - форма и размеры сечения выработок применительно к комбайнам различных типов, используемым на калийных рудниках, и также рассчитанные по формуле значения коэффициента их формы; на фиг. 3 - изменение контура одной из выработок от влияния горных работ; на фиг.4 - эталонный график изменения во времени приведенного коэффициента формы выработки, а также графики его изменения, постоянные применительно к известному способу с присущей ему погрешностью обозначены области устойчивою состояния горной выработки (I), начала потери ее устойчивости (II) и предшествующая разрушео

Јь

XI ГО

ел о

нию выработки (III); на фиг.5 - изображенный и фактический контуры выработки.

Способ осуществляется следующим образом.

В подготовительной или очистной горной выработке оборудуют наблюдательную станцию. Для этого в выработке перпендикулярно ее стенкам маркирующим составом оконтуривают наблюдательный створ. При этом за основу принимают след на контуре выработки, образованный зубцами режущего инструмента комбайна за один полный оборот в виде замкнутого выступа (борозды) или с помощью маркшейдерских измерений, например, теодолитом.

Съемку контура выработки в створе наблюдательной станции производят фотокамерой. Место отстояния фотокамеры от наблюдательной станции определяют исходя из условий полного вписывания контура створа в площадь кадра, с расположением боковых границ контура на одинаковом расстоянии от боковых границ кадра. При этом контур створа занимает максимум площади кадра.

Затем вывешивают отвесы по середине кровли выработки в плоскости наблюдательного створа и точке стояния фотокамеры при фотосъемке. Фотоаппарат устанавливают на штативе-треноге под отвесом, совмещая его с имеющейся на горизонтальной плоскости корпуса фотокамеры контрольной меткой.

Размещение базы масштабирования в плоскости наблюдательного створа создают путем установки ее середины под отвесом, ориентируя базу по противоположным сторонам маркирующей линии, с возможным контролем установки теодолитом.

Затем создают световой контур выработки путем перемещения (обкатки) точечного источника света по периметру оконтуренного маркирующим составом стзора. Луч точечного источника света описывает контур выработки, при этом световой профиль выработки периодически фиксируют на фотопленке (фотопластинке) при открытом на весь период обкатки затворе фотокамеры.

Использование точечного источника света позволяет получать на негативе четкий и контрастный контур светового профи- ля горной выработки. Необходимую периодичность фотосъемок определяют исходя из условий срока службы данной горной выработки, удаленности фронта очистных работ, изменений и влияния горнотехнической обстановки на состояние породного массива в окрестностях наблюдательной станции с учетом получения нужного количества фотограмм (8-10 шт)для последующей обработки.

Полученную серию фотограмм обрабатывают на электронном устройстве съема

координат, например дигитайзере. При этом считывают и записывают в оперативную память ЭВМ координаты точек световых контуров выработки, являющиеся основой для последующего определения

площади сечений, длины контуров и значений приведенного коэффициента формы выработок по специальной программе на ЭВМ. За опорные при обработке фотограмм принимают записанные на магнитной ленте

координаты помещенного горизонтально в плоскости наблюдательного створа и зафиксированного на фотограммах отрезка известной и постоянной длины, являющегося базой масштабирования.

В качестве параметра оценки устойчивости горной выработки принимают интегральный показатель, учитывающий смещения пород приконтурного массива по всему периметру горной выработки и, соответственно, изменение всей площади сечения - приведенный к натуре коэффициент ее формы Кф.п.:

КФП1....П

Р1...П + ДР1...П

VSi...n + тиг1- (Pi...n + A Pi3o

М1...П

где Кфп i....n - приведенный коэффициент формы выработки;

PI...H - длина изображенного контура (периметр) выработки на фотограммах, м; A PI...R разница между длиной фактического и изображенного контуров, м;

Si...n - площадь изображения попереч- ного сечения выработки на фотограммах, м2;

г - радиус колес обкаточного устройства, м;

Mi...n - масштаб фотографирования; п - число фотограмм в серии,

М1...П

L

Н...П

где L - единица длины в натуре;

h...n - единица длины на фотограммах.

Затем по полученным данным для выработок различных типоразмеров и вариаций горногеологических условий строят эталонные графики изменения приведенного коэффициента формы выработки во времени, после чего проводят контрольные налюде- ния в рабочих выработках и сравнением величин приращения коэффициента формы с

эталонным графиком оценивают расчетную устойчивость горных выработок данного ти- поразмера в аналогичных горногеологических условиях, при этом за критическую величину потери устойчивости принимают максимальное значение скорости приращения приведенного коэффициента формы, предшествующей разрушению выработки. На эталонном графике максимальному значению скорости приращения приведенного коэффициента формы, принимаемому за критическую величину, соответствует отрезок ломаной линии с наибольшим наклоном, построенный по результатам двух последних наблюдений перед разрушением выработки.

Построив эталонные графики изменения во времени приведенного коэффицента формы выработок различных типоразмеров и вариаций горногеологических условий, оценивают устойчивость горных выработок данного типоразмера в аналогичных горно- геологических условиях. Оценка устойчивости производится путем проведения контрольных фотопланиметрических съе- мок в рабочей выработке, последующего сравнения полученных значений скорости приращения приведенного коэффициента

fft

аг

Зз

Ъ Ъ ,

Фиг.1

як-Ля

iff АЛ -10КСи

формы с данными эталонного графика и отнесения их к соответствующей области состояния горной выработки. Прогноз устойчивого состояния рабочей выработки осуществляют по временному интервалу - разнице между датой проведения в ней последней контрольной фотопланиметрической съемки и концом периода времени, соответствующего потере устойчивости перед разрушением выработки.

Формула изобретения Фотопланиметрический способ оценки устойчивости горных выработок, включающий закрепление створов выработки, образование светового контура створов, задание элементов привязки снимков, периодическую фотофиксацию и обработку фотограмм с определением площади сечения и длины контуров створов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и надежности, определяют приведенный коэффициент формы створов выработки, находят величину его приращения во времени, по которой оценивают устойчивость, при этом приведенный коэффициент формы равен отношению длины контура створа к площади его поперечного сечения в степени 1/2.

а,

Ј

.&

trm -гмся

S JSjH

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для оценки и прогнозирования устойчивости горных выработок при разработке калийных и каменно-соляных месторождений Цепью изобретения является повышение точности и надежности. Способ заключается в оконтуривании маркирующим составом наблюдательного створа, создании светового контура путем перемещения точечного источника света по периметру выработки и фотофиксации с заданной периодичностью изменяющегося контура выработки, считывания и измерении координат точек контура на фотограммах и определении площадей сечений, длины контуров и значений приведенного коэффициента формы выработок. Для выработок различных типоразмеров и вариаций горногеологических условий строят эталонные графики изменения приведенного коэффициента формы выработки во времени и сравнением величин приращения приведенного коэффициента формы с эталонным графиком оценивают устойчивость горных выработок данного типоразмера, при этом приведенный коэффициент формы определяют как отношение длины контура створа к корню квадратному площади его поперечного сечения 5 ил. (Л С

Кг 3.79.

.S6

I 5-9„ -М# Л

.7S

.9f

i MSn

.S3

фиг.2

KV 3.3$

PWtJ

f 2 34

f 2 3 f5

о$ласп

ofaacn n

о ластб (Ц

. ШУ 1986

J9S 1988

r2 , /

.

Составитель Б, Вихрев Редактор В.ДанкоТехред М.МоргенталКорректор И.Муска

Заказ 1388Тираж 392Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4/5