Устройство для наблюдения за сдвижением горных пород Советский патент 1980 года по МПК E21C39/00 

t

Изобретение относится к горному делу и предназначено для наблюдений за сдвижением горных пород в процессе ведения горных работ.

Известны способы маркшейдерских наблюдений за сдвижением горных по- род, в результате эксплуатационной подработки их. Наб.гаодения проводятся в специально пробуренных для этой цели скважинах. Местоположение меТсшлических глубинных реперов опре-. деляют с помощью электрического контактного устройства, помещенного в магнитное поле 1,При применении устройств с контактами, помещенными в магнитное поле, необходимо производить обсадку скважины трубами из диэлектрика, при этом не гарантируется достаточная точность измерения.

Известно также устройство для наблюдения за сдвижением горных по,род, воз.никающим в результате- эксплуатационной подработки их, включающее глубинные реперы, измерительное и сигнальное приспособления, соединительный кабель и мерную ленту 2,

Устройство для осуществления этого способа содержит геофизическую, гамма-каротажную установку и отличается от аналога тем, что в нем

нены прЬстрелочный снаряд дня введения в.стенки скважины радиоактивных пулек, играющих роль ме геных реперов, приспособление дпя счета оборотов барабана лебедки при спуско-подъемных операциях, состоящее из диска с делениями, счетчика оборотов спуска и счетчика оборотов подъема, а также лебедку о контактными пластинами для

0 подключения радиометра и распределительное приспособление для равномерной укладки кабеля.

Цель изобретения - повыщейие точности и йадежности измерений.

Цель достигается тем, что глубин- .

5 ные реперы содержат кольцевые светоотражающие поверхности,.а измерительное приспособление снабжено светонепроницаемой перегородкой и имеет

0 фотоприемник, источник света, между которыми расположена перегородка, в также два отверстия, одно из .которых распсшожено против фотоприемнйка, а другое-- против источника света.

5

На фиг. 1 изображена схема предлагаемого устройства; на фиг, 2 оптоэлектронный прибор внутри глубинного репера.

Устройство состоит из нескольких

0 глубинных реперов 1 с кольцевыми

йветгоотражающими поверхностями 2 , оптоэлектронного прибора 3, досылаеТЙТ6 к рёпёрам С помощью дбсйлочных штанг 4,направляющей втулки 5,эакрепляемой в устье скважины .болтами 6,телескопической измерительной стойки 7 с индикатором часового, ти.па,усилителя 8 постоянного тока,нагруженного на катушку электромагнитного реле 9, сигнальной лайпы 10 и источника 11 постоянного тока. Реперы представляют собой втулки с закрепляпощими при cnocq6jTejiHHMH известной конструкции

и закладываются в скважину на различном расстояний от её устьй

Кольцевые светоотражающие поверхности получены путем п олировки концевых участ1ГОв вНУтрённёЙ пБвёрхн6сти втулки. При.чем свгётоотЬа ающйеповерхности расположены, под углом к Ьс5и втулки, который определяется конструкцией оптоэлектронного прибора. Оптоэдектронный прибор состоит из трубчатого корпуса 12, к верхнему концу которого привинчена направляющая головка 13, а к нижнему- - Ьсылочная штанга 4. Внутри корпуса смонтированыфоторе:зистор 14, играющий роль фотоприемника, светонепроницаемая перегородка 15, осветительная лампа 16 (источник света), отражатель 17 и патрон 18.

В корпусе 12 оптоэлектронного прибора напротив фоторезистора 14 и осветительной лампы 16 сделаны отверстия 19 и 20, закрытые прозрачным материалом. Йроводники, идущие от фоторезисторов 14 и осветительной лампы 16, собраны в жгут 21, проложенный.внутри досылочных штанг 4. Посредством этих проводников фоторезистор 14 соединен с усилителем 8, а осветительная лампа 16 - с истОчггийой постояйнбгд тока 11, рас П|5лВ ённых в выработке, Светонепро.нйцаемая перегородка 15 предотвращает Щ5ямое попадание лучей света от осветительной лампы 16 на фоторезйстЬр 14.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом исследований производится оборудование замерной стан-г ции: пробуривается скважина или шпур, в который закладываются глубинные реперы 1, а в устье монтируется направляющая втулка 5,- с помощью болтов б. Перед началом измерений оптоэлектронный прибор 3 навинчив ается ,на досылоччую штангу 4, подсоединяется к источнику 11 питания и усилителю 8, а затем со светящейся осбегйтельной Лампой 16 дос« лается до глубинного репера 1. При вводе оптоэлектронного прибора: внутрь глубинного репера 1 луч света от осветительной лампы 16, проходя через отверстие 19, отражается , от светоотражаюшей поверхности 2 и, проходя через отверстия 20, попадает на фоторезистор 14, Сопротивление фоторезистора снижается и с цепи начинает течь ток, который поступает на вход усилителя 8.

Это в Сгвою очередь приводит к тому, что на выходе усилителя появ-. ля.ется ток, достаточный для срабатывания электромагнитного реле 9, на катушку которого нагружен усилитель 8. Срабатывание реле 9 приводит к включению сигнальной лампы Ю. В момент включения этой лампы досылку. оптозлек1ронного прибора прекращают и снимают замер с помощью телескопической стойки 7 с инди-катором,3атем продолжают продвигать оптоэлектронный прибор 3 внутри репера 1 и в момент выключения сигнальной лампы Ю также производят замер с помощью телескопической стойки 7, Такие операции повторяются- для каждого репера по два раза сначала для нижней кольцевой светоотражающей поверхности, а затем для верхней (при движении оптоэлектронно о устройства снизу вверх). После снятия замероэ по одному глубинному реперу производят наращивание става досылочных штанг на необходимую, длину и снимают замеры по второму, третьему и т.д. реперам. Результаты инструментальных наблюдений заносят в журнал инструментальных наблюдений. Снятие замеров с глубинных реперов производят периодически, по мере подвигания очистных работ, под влиянием которых происходит движение вышележащих пород, а значит и глубинных реперов-со светоотражающими поверхностями,Эти сдвижения и определяются с помощью предпагаемого устройства, За неподвижную точку отсчета в данном конкретном случаеМбжмо принять репер, заложенный в почву выработки, .или самый верхний глубинный репер, находящийся вне зоны сдвижения.

Описанное устройство для наблюдения за сдвижением горных пород использовалось авторами для исследования поведения трУднообрушаемой кровли пласта , предстаапенной в Основном несколькими слоями алевролита, вьлае которого залегает песчанник. Для этого из просека действующей лавы на расстоянии 60 м впереди очистнбго забоя, в кровле пласта был пробурен .шпур диаметром 42 мм и длиной 10 м, В этот шпур с ПОМОЩЬЮ комплекта досылочных штанг было заложено 9 глубинных реперов с кольцевыми светос:)тражяющими поверхностями. Расгстояиие eж.иy ре5 парами ббшо в. пределах 0,9-1,1 м.

В устье шпура была смонтирована отсчетная пленка. Затем периодически в течение 97 суток с помогцью предлагаемого устройства производилось определение местоположения глубинных реперов со светоотражающими поверхностями. По результатам инструментальных наблюдений были пост роены графики смещений слоев горных пород, слагаюгдих основную и непосредственную кровлю пласта MJQ , которые использовались для выбора рационального способа управления кровлей этого пласта. Точность измерений составляла i 0,1 мм.

Предлагаемое устройство имеет следующие преимущества по сравнению с известным.

1,Повышается точность измерений

2.Снижаются затраты на производство измерений за счет использования светового излучения вместо радиоактивного..

З. Уменьшается трудоемкость проведения работ за счет упрощения конструкции устройства.

4, Расширяется область использования устройства.

Предложенное устройство может быть применено в горной промышленности для наблюдения за сдвижением

горных пород, возникающих в результате эксплуатаиионной разработки их,

Формула изобретения

Устройство для наблюдения а сдвижением горных пород, возникающим в результате эkcплyaтaциoннoй подрабогки их, включающее глyбинныe реперы, измерительное -и сигнальное приспособления, соединительный кабель и мерную ленту, о т л и ч а ющ ее с я тем,, что, с целью повышения точ1аости и надежности измерений, глубинные реперы содержат кольцевые светоотражающие поверхности, а измерительное приспособление снабжено светонепроницаемой перегород.кой и имеет фотоприемник, источник света между которими расположена перегородка, а также два отверстия, одно из которых расположено против фотоприемника, а другое - против источника света.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 385041, кл. Б 21 С 39/00, 1970.

2.Авторское свидетельство (СССР 128621, кл. С 01 С 15/04, 1959 (прототип).

К источнику сВета фк фогпоприеннику

,x/x Фиг. /

ч

Фиг.2