Устройство для контроля прямолинейности оси шахтного ствола в процессе его проходки Советский патент 1981 года по МПК E21D1/00 E21B47/22 G01C9/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ прямолйНЕйюсти оси

ШАХТНОГО СТВОЛА В ПР01ЩССЕ ЕГО ПГОХОДКИ Изобретение относится к области горного дела и может использоваться для определения отклонения вертикаль ного щита в процессе проходки шахтных стволов. Известно устройство для передачи координат центра ствола на забой, включающее раму, на которой смонтиро вана лебедка, и рычаг с блоком, причем трос от лебедки перекинут через блок и соединен с отвесом D1. Недостатком этого устройства явля ется то, что затрачивается значитель ная часть времени на вспомогательные операции по установке его на новую отметку для производства замера. Наиболее близким по технической сущности является устройство для замера кривизны и корректировки оси бу ровых скважин больших диаметров, содержадее корпус, датчики, например, реостатного типа, соединенные в элек рическую схему, связанную с пультом управления и тросом центрального отвеса 123 . Недостатком этого устройства является невозможность его использования при щитовом способе проходки стволов и низкая точность при определении отклонения оси щита от проектной оси ствола. Цель изобретения - использование устройства для контроля при щитовом способе проходки стволов. Цель достигается тем, что корпус устройства для контроля прямолинейности оси шахтного ствола в процессе его проходки, содержащий датчики, соединенные в электрическую схему, связанную с пультом управлегшя и тросом центрального отвеса, выполнен в виде перемещаемых во взаимно перпендикулярных направлениях поперечной балки с кареткой, которые установлены на одном из полков щита с возможностью поворота в вертикальной плоскости, при этом каретка имеет направляющий элемент для взаимодействия с тросом отвеса. Кроме того, на тросе отвеса установлен центрирующий элемент, выполненный из отрезка трубы с конической нижней частью и упругих пластин, установленных на внутренней поверхности отрезка трубы и связанных с тро сом отвеса, а направляющий элемент каретки выполнен в виде раструба и цилиндрического паза для взаимодейст вия с центрирующим элементом. На фиг, 1 изображено устройство для контроля прямолинейности оси шахтного ствола в процессе его проход ки, установленное на полке вертикального щита; на фиг. 2 - поперечный разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - вид сверху; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 3; на фиг. 5 - центрирующий эле мент. Вертикальный щит (фиг. 1 и 2), на полке которого расположено устройство для контроля прямолинейности оси шахтного ствола, состоит из ножевого кольца I, наружной 2 и внутренней 3 оболочек, силовых домкратов 4, нижнего 5 и верхнего 6 полков. Верхний полок 6 установлен на стойках 7, закрепленных на нижнем полке 5. Откидной Полок 8 для приемки тюбингов в нерабочем положении (показано пунктиром) поднят вверх с помощью привода 9 путем поворота вокруг шарнира 10 С внутренней стороны кольцевь1х полков 5 и 6 установлены защитные ограждения 11 и 12. , Устройство для контроля прямолиней ности оси шахтного ствола крепится к откидному полку 8 с помощью щарнира 13 и снабжено приводом (не показан) его поворота в рабочее положение Устройство (фиг. 3 и 4) состоит из корпуса 14, поперечной балки 15 и каретки 16. Поперечная балка 15 снабжена опорными роликами 17 и регулируемыми с по мощью болтов 18 роликами 19, которые расположены по концам поперечной балки и взаимодействуют с направляющими 20 и 21, закрепленными в корпусе 14 устройства. На поперечной бал-, ке 15 также закреплены направляющие 22 и 23, линейка 24, ползунки 25 реостат 26 и указатель 27. На корпусе 14 устройства закреплены реостат 2 линейка 29 и резиновые амортизаторы 30. Каретка 16 имеет опорные 31 и регулируемые с помощью болтов 32 ролики 33, посредством которых карет4ка перемещается по направляющим 22 и 23, закрепленным сверху и снизу поперечной балки 15, а также ползунок 34 и указатель 35. Каретка 16 выполнена с раструбом 36, переходящим в середине каретки в цилиндрический паз 37 с проточкой 38. Верхние части цилиндрического паза 37 и раструба 36 имеют округления 39. На тросе 40 (фиг. 4) отвеса 41 с помощью хомута 42 закреплен отрезок трубы 43 и пружина 44. Труба 43 надета на трос 40 и проходит внутри центрирующего элемента, выполненного в виде полого цилиндра 45, переходящего в нижней части в конус 46 с округлениями 47. Центрирующий элемент верхней цилиндрической части 45 име ет буртик 48, а нижней конуснойчастью 46 взаимодействует с пружиной 44. По внутреннему периметру центрирующего элемента закреплены .с помощью болтов 49 упругие элементы 50, обеспечивающие постоянный контакт с отрезком трубы 43. Хомут 42 закреплен на тросе 40 с помощью, например, болтов 51 (или любого другого надежного фиксирующего элемента). На хомуте 42 закреплены отрезок трубы 43 и одним концом пружина 44, другой конец которой закреплен в верщине конусной части 46. Устройство работает следующим образом. Вертикальный щит отталкивается силовыми домкратами 4 от тюбинговой крепи и продвигается (опускается) на очередную заходку. Перед монтажом очередного тюбингового кольца опускают приводом 9 откидной полок в горизонтальное положение (исходное для приемки тюбингов). Центральный отвес 41, подвешенный на тросе 40, опускается на забой и успокаивается. Центрирующий элемент, установленный на тросе 40. поднимают до уровня (расположения откидного полка 8 (нижнего рабочего полка 5) и фиксируют хомутом 42. Далее устройство из положения I (фиг. ) приводом 1не показан) переводят сначала в положение II, а затем в исходное для работы горизонтальное положение. При этом в положении I I поперечная балка 15 займет нижнее положение (на фиг. 3 - крайнее правое) , войдя в контакт с амортизаторами 30, закрепленными в корпусе 14 по концам направляющих 20 и 21. 5 Каретка 16 в это время займет цент ральное положение (фиг. З) за счет вы полнения направляющих 22 и 23, закреп ленных на поперечной балке 15, сходящимися в середине поперечной балки под углом, вершина которого направлена в сторону центрального отвеса. При повороте устройства из положения II в рабочее горизонтальное положение каретка 16 сначала округлениями 39 раструба 36 (при внецентрапьном расположении вертикального щита) или цилиндрического паза 37 1при расположении вертикального щита на оси ствола) взаимодействует с центрирующим элементом. Конус 46 центрирующего эле мента сориентирует каретку 16 и поперечную балку относительно центрирую щего элемента, а соответственно и оси ствола, обозначенной тросом 40 отвеса 41 . Каретка 16, сориентировавшись относительно цектрирукщего элемента, войдя в цилиндрический паз 37, переместит поперечную балку 15 вдоль направлянмцих 20 и 21, что будет соответствовать истинному положению щита в данный момент относительно проектной оси ствола. В рабочем положении центрирующий элемент расположен в цилиндрическом пазу 37 и опирается буртиком 48 на проточку 38. При несовпадении уровней расположения устройства и центрирующего элемента, последний за счет упругости пружины 44 может переместиться вдоль трубки 43 до положения, соответствующего положению, занимаемому в данньгй момент устройства. Настройка устройства производится в монтажной камере щита, когда ось вертикального щита совпадает с геомет рической (проектной осью ствола). При захвате кареткой (цилиндрическим пазом 37) центрирующего элемента, поперечная балка сместится внутрь устройства по направляющим 20 и 21 и указатели 27 и 35 покажут на линейках 24 и 29 положение оси вертикального щита относительно оси ствола. Вместе с кареткой 16 и поперечной балкой 15 перемещаются ползунки 34 и 25 по реостатам 26 и 28, включенным в общую электрическую схему, имеющую пульт съема информации, выведенной на пульт управления щитом. В соответствии со взятым в монтажной камере щита нулевым отсчетом производят настройку электрической схемы 56 и корректировку нулевого отсчета на пульте съема информации. В процессе проходки вертикальньй щит, а соответственно и предложенное устройство, по уровню может занимать различные положения, поэтому для предотвращения передачи перекоса вертикального щита на трос 40 центрального отвеса 41, центрируклций элемент за счет упругости элементов 50 может отклоняться вместе с кареткой 16 относительно точки контакта округлений 47 центрирующего элемента с отрезком трубы 43. Таким образом, по отклонению каретки относительно поперечной балки и поперечной балки относительно корпуса устройства .и соответственно по изменяющимся сопротивлениям реостатов судят об отклонениях оси вертикального щита от геометрической (проектной оси ствола). Машинист, определив положение щита по пульту съема информации, включает силовые домкраты, расположенные со стороны наибольшего отклонения вертикального щита и выводит его на геометрическую ось ствола. Применение предложенного устройства позволяет повысить точность определения отклонения оси щита от геометрической оси ствола за счет расположения его на корпусе вертикального щита, а также механизировать процесс замера отклонений. Оснащение вертикальных щитов предложенными устройствами позволит свести работу маркшейдера к проведению контрольных замеров при настройке и подстройке электрической схемы устройства. Формула изобретения 1. Устройство для контроля прямолинейности оси шахтного ствола в процессе его проходки, содержащее корпус , установленный на опорной части проходческого оборудования, датчики, например, реостатного типа, соединенные в электрическую схему, связанную с пультом управления и тросом центрального отвеса, отличающееся тем, что, с целью использования его при щитовом способе проходки стволов, корпус выполнен в виде перемещаемых во взаимно перпендикулярных направлениях поперечной балки с-кареткой, которые установлены на одном из полков щита с возможностью поворота в вертикальной плоскости, при этом каретка имеет направляющий элемент для взаимодействия с тросом отвеса. 2. Устройство по п. I, о т л и ч ю щ е е с я тем, что на тросе отвеса установлен центрирующий элемент, выполненный из отрезка трубы с конической нижней чайтью и упругих пластин, установленных на внутренней поверхнос 8 58 тй отрезка трубы и связанных с тросом отвеса, а направляющий элемент каретки выполнен в виде раструба и цилиндрического паза для взаимодействия с центрирующим элементом. Источники информацииf принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 402666, кл. Е 21 D 1/00, 1971. 2.Авторское свидетельство СССР № 135050, кл. Е 21 О 1/00, 1960.