Устройство для определения деформации массива горных пород Советский патент 1991 года по МПК E21C39/00 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано в маркшейдерской технике и других областях народного хозяйства, связанных с проведением высокоточных измерений на местности

Цель изобретения - повышение точности определения деформаций массива горных пород.

На фиг.1 приведено устройство, расположение на карьере: на фиг 2 -гхема датчика смещения горных пород.

Устройство (фиг.1) содержит подвижный 1 и неподвижный 2 реперы соединенные измерительной тягой 3. Один гчонец измерительной тяги 3 закреплен жестко на подвижном репере 1, а другой конец пропущен через блоки 4 подвижного репера 2 и прикреплен к свободно висящему грузу 5.

На неподвижном репере 2 установлен в скважине датчик 6 смещения горных пород, который включает (фиг.2) корпус 7 с закрепленными на нем осью 8 барабаном 9 обои мой 10 и роликами 1 1, магнитной лентой 12, один конец которой прикреплен к измерительному тросику 13, который прикреплен хомутом 14 к проволочной измерительной тяге 3, а второй конец ленты прикреплен к барабану 9, на который она намотана. Внутри барабана 9 располагается спиральная пружина 15, один конец которой прикреп лен к оси 8 барабана, а другой - к барабану 9 Измерительный тросик 13 проходит сквозь уплотнительную муфту 16, а магнит нэя лента 11 стороной, покрытой слоем фер- ромагнетика 17, находится в соприкосновении с блоком магнитных головок 18, собранных в рамке 19, которая помещена в обойме 10 и прижата к ее стенке пластинчатой пружиной 20, при этом рамка 19 имеет возможность перемещения внутри обоймы 10 вдоль нее. На обойме 10 закреплен рычаг21 с возможностью вращения вокруг оси, Рычаг 21 снабжен кулачком 22. который при крайнем нижнем положении соприкасается с рамкой 19. В точке С рычага 21 прикладывается механическое усилие F, которое может быть создано, например, электромагнитным, пневматическим, механическим устройством. Для этой цели лучше всего использовать электромагнит 23. Последний соединен с диспетчерским пунктом проводной линией или радиосвязью.

Предварительно на ферромагнитный слой 17 магнитной ленты 12 наносятся импульсы намагниченности в виде позиционного кода на отдельных дорожках, Размеры импульса намагниченности на ферромагнитном слое 17 зависят от величины линейных измерений смещения горных пород, которая, как правило, не превышает 5 м, и от необходимей точности измерения.

В пределах импульса, нанесенного на ферромагнитный слой 17 ленты 12, намагниченность должна достигать оптимального уровня для данных ферромагнитного слоя и магнитных головок 18. При измерениях блок магнитных ГОЛОБОК 18 может перемещаться вместе с рамкой 19 в обойме 10 на величину длины импульса намагниченности. При этом магнитные головки 18 считывают информацию (например, наличие ЭДС на выходе головки соответствует 1, а ее отсутствие соответственно О). Количество магнитных головок 18 зависит от величины смещения массива горных пород и от требуемой точности измерений, информация на феррома нитном слое 17 записывается в он де импульсов намагниченности в двоичном

или ином позиционном коде. Блок магнитных головок 18 предегавляе собой несколь ко однотипных магнитных головок, подобных по конструкции и применяемых в

запоминающих устройствах ЭВМ.

Магнитные головки 18 подсоединены к вторичной аппаратуре, которая для представления информации в виде последовательного во времени кода содержит звенья

24 задержки, например, RC-гип.). Каждое звено задержки осуществляет сдоиг сигнала каждой головки по отношению к предше ствующей на величину выбранного шагэ дискретизации т, который можно опрсделить по формуле:

(),

Un

где R,C - значения величины сопротивлений и емкости RC-звена;

Un - подаваемое постоянное напряжение;

Uc - мгновенное значение импульсного напряжения, снимаемою с датчика.

Выход каждого RC-звена соединены с

усилителем 25, расположенным на датчике 6. В корпусе 7 датчика смещения горных пород 6 расположена аппаратура. Коммутация электрических цепей датчика б с линией связи осуществляется с помощью

разъема 26.

На барабане 9 также ээкрсплечы постоянные магниты 27 с возможностью воздействия их магнитного поля L расположенным неподвижно на репере 2 герконом 28.

Количество постоянных магнитов 27 выбирается исходя из заданной максимально допустимой величины смещения горных пород. При подсоединении устройства к диспетчерскому пункту с помощью проводной

линии связи геркон 28 соединен с линией связи непосредственно, а при использовании радиопередающей связи геркон 28 подключен к радиопередающему узлу через аварийный генератор (не показано).

В качестве радиопередающею узла

могут быть использован -1 выпускаемые npj мышленностью малогабаритные радиостанции, обеспечивающие связь в диапазоне 30 МГц на расстояния до 5 км.

0Диспетчерский пункт для обработки

полученной информации может содержать вычислительное устройство и магнитофонный записывающий блок, а также устройство аварийной сигнализации.

5 Устройство функционирует следующим образом.

С диспетчерского пункта в нужный момент времени подают по линии связи на вход датчика 6 электромагнитный импульс.

В датчике 6 импульс поступает на обмотку электромагнита 23 В результате якорь электромагнита 23 втягивается под воздействием силы F, рычаг 21 проворачивается вокруг оси и кулачок 22 рычага 21 надавливает на рамку 19, которая преодолевает сопротивление пластинчатой пружины 20.

При прекращении воздействия силы F на рычаг 21 пружина 20 возвращает рамку 19 с блоком магнитных головок 18 в исход- нос положение.

Блок машинных головок 18 фиксирует неоднородность напряженности на ферромагнитном слое IV магнитной ленты 12. на выходе магнитных головок получают ЭДС, которая преобразуется звеньями 24 задержки п последовательный цифровой код, снимаемый с выхода каждого датчика 3, соответствует положению рабочих зазоров магнитных головок в точке Б. Зная первона- чааьное положение А блока магнитных головок 18 на магнитной ленте 12 и его последующее положение Б, можно определить расстояние АБ I. которое будет соответствовать смещению горных пород.

При работе можно использовать сигналы с блока магнитных головок 18 как получаемые при подаче на рычаг 21 усилия F, так и получаемые после его прекращения, в ре зулыэте возвращения блока магнитных го- лопок в исходное положение. Полярности этих импульсов будут противоположными

Последовательный цифровой код в виде аэромагнитных импульсов усиливается усилителем 25 и поступает по линии связи на магнитофонное устройство и на вычислительное устройство диспетчерского пункта.

При смещении массива горных пород свыше установленной величины один из магнитов 27 замкнет своим магнитным по- лем контакты геркона 28.

Если использована проводная линия г.вязй. то устройство аварийной сигнализации срабатывает за счет падения гомрптип- лсния линии, а если использован очли , связь, то в качестве линии связи (еркон Л1 своими кон тактами замыкает аварийного генератора, который вырйг ы вает сигнал, передаваемый на дис ч-i ;ер- ский пункт, при поступлении тм.ро о срабатывает устройство аварийном cm на лизации.

Формула изобретения

Устройство для определения л- формации массива горных пород, диспетчерский пункт, подвижна .1 1 гпоц- вижный реперы соединенные |ибкий чэме1 ритедьной тягой с грузом, которой соч чнна с датчиком линейных перемещений, о г ,i и чающееся тем, что, с целью повиилзнич точности измерений, датчик содержит за крепленные в корпусе геркон. подключенный к линии связи, подпружиненный барабан с магнитной лентой, нэ -счторую нанесен ферромагнитный слой и которэ0 имеет возможность соприкасаться с блоком магнитных головок, а последние размещены с возможностью перемещения вдо,ь ленты с помощью исполнительного механизма, выполненного в виде электромагнита, причем ферромагни гный спои магнит ной ленты имеет неоднородную нама,ничен- ность по длине в виде почиционшл и кода. при этом лента прикреплена одним концом к измерительному тросику, который чаксеп лен на гибкой измерительной тчпз, э на барабане закреплены постоянные магниты геркона с возможностью взаимодействия их магнитного поля с контактами грр она, причем выходы магнитных головок соединены со звеньями временной задержки которые подключены к усилителе, сочиненному своим выходом с диспетчерским пунктом посредством линии свяьи

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано в маркшейдерской технике и других отраслях народного хозяйства, связанных с проведением высокоточных измерений на местности. Цель изобретения - повышение точности определения деформаций массива горных пород. Устройство содержит подвижный и неподвижный реперы, соединенные гибкой измерительной тягой с грузом. Тяга связана с датчиком линейных перемещений. Последний состоит из подключенного к линии связи геркона и закрепленного в корпусе бэра- бална, поджимаемого по окружности спиральной пружиной с намотанной на него магнитной лентой с ферромагнитным слоем. В соприкосновении с лентой находится блок магнитных головок, имеющий возможность перемещения вдоль ленты с помощью исполнительного механизма, выполненного в виде электромагнита. Ферромагнитный слой на ленте имеет неоднородную намаг-ч ниченность по длине в виде позиционного кода. Лента прикреплена одним концом к измерительному тросику который закреплен на гибкой тяге. На барабане смонтированы постоянные магниты геркона с возможностью взаимодействия их магнитного поля с герконами. Выходы магнитных головок соединены со звеньями временной задержки, которые подключены к усилителю, соединенному своим выходом с диспетчерским пунктом посредством линии связи. При измерениях блок магнитных головок может перемещаться вместе с рамкой в обойме на величину длины импульса намагниченности. При этом магнитные головки считывают информацию. 2 ил. In t: о 00 о CJ

W

Фиг.1

К линии.

связи.

Редактор Е. Папп

Составитель М. Китайская

Техред М.МоргенталКорректор Н. Король

Фиг. I