Устройство для определения отклонения вертикального щита Советский патент 1981 года по МПК E21D1/03 E21D1/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОТКЛОНЕНИЯ ВЕРТИКАЛЬНОГО ЩИТА.

-: - - ... I. - ,

Изобретение относится к горному делу и может применяться для определения отклонения вертикального щита в процессе проходки шахтных стволов.

Известно устройство для определения отклонения вертикальных стволов и скважин большого диkмeтpa от заданного направления, в процессе работы которого сначала устанавливают отвес на отметку центра ствола, затем раму устройства жестко крепят к металлоконструкции (полку, расстрелу). После углубки опускают отвес в ствол до забоя и вручную замеряют сме1ценне груза отвеса относительно геометрического центра забоя (1J.

Однако устройство не обеспечивает необходимой точности и требует больших затрат-труда и времени на проведение замеров.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для замера смещения оси буровой скважины с помощью электрических (индукционных) датчнков, содержащее выверенный по реи выработки центральный грузовой отвес, на котором укреплены в горизонтальной плоскости кронштейны с датчиками на кон-

цах и внецентровый отвес. Датчики подпружинены и поэтому прижимаются к стенкам ствола сердечниками-щупами. Электрические- выводы датчиков подключены к жилам кабеля измерительной аппаратуры Если ствол смещается С заданного на. правления, сердечники-щупы одной части датчиков утапливаются,, а другой - выдвигаются. Перемещения датчиков отмечаются регистрирующей аппаратурой, фиксируя отклонение ствола |2}.

IQ Однако точность показаний устройства снижается из-за того, что щупы контактируют с поверхностью проходимой выработки и, следователыю, реагируют на все иеровиости, выбоины, трещины Н т.д., а оба отвеса устройства колеблются под действием

IS воздушных потоков, капежа к т.д., прнчем эти колебаиия не связаны друг с другом, отяичны по амплитуде, фазе и направлению. , Кроме того, при замере известным устройством отклонений ствола с тюбинговой крепью необходимо следить, чтобы щупы

30 устройства не попадали во впадины Тела тюбингов, т.е. установить щупы на выступающие боковины тюбингсш или монтировать громоздкий иаправляющий цилиндр, опускаемый в ствол на подвесках. После проведения замеров устройство необходимо поднять из ствола или демонтировать, так как itro, кронштейны препятствуют спуску н подъему различных грузов и Породы. Все это приводит к большим затратам рремеии иа производстве замеров н делает их трудоемкими.

Цель изобретения - повышение точности- определения отклонения щита.

Поставленная цель достигается тем, что устройство, включающее центральный грузовой отвес н датчики замера отклоиения щита относнтельно отвеса , снабжено электромагнитом, установленным на щите, а груз отвеса выполнен из ферромагнитного материала, при этом полосы электромагнита ориентиро1заны по продольной оси щита.

На чертеже показано предлагаемое устройство, продольный разрез.

Устройство для определения отклоиеиня вертикального щита содержит отвес, состоя.щий из груза I и троса 2, перекинутого через блок 3 и закрепленного иа лебедке 4. Положение блока 3, выбрано так, что линия отвеса соответствует требуемому положению оси ствола и должна пересекать забой в его центре. Груз 1 выполнен из ферромагнитного матернала в внде невысокого цилиидра с кольцевой проточкой на нижнем торце, ..

На полке 5 щита установлен электромагнит, состоящий из катущки 6 и сердечника 7. Форма сердечника соответствует форме груза I и вместе они составляют магнйтопровод катушки 6. Электромагнит находится в цеитре полка и сориентирован полюсами по оси щита. Та часть полка, на которой укреплен магнит, выполнена поворотной на шарннре 8, а для поворота служит силовой цилиндр 9. На этом Же полке установлен кронштейн 10 для крепления датчиков замера отклонения троса 2 отвеса. Для замера отклонения троса от вертикали может быть использован прибор 11 типа СА4 от измерительиой станции СИ-I, в котором чувствительным элементом, реагнруюци м иа отклоненне троса от вертикали, служат два астатических маятиика, размещенных под углом 90° друг к другу. Угловые отклонения записываются на фотограмме.

Для сохранения длины отвеса постоянной в стволе установлена передвижная опора 12 с зажимом 13 Д/1Я троса 2.

Полюс электромагнита 14 имеет полярность S и ориентируется по оси щита.

Устройство работает следующим образом.

После углубки ствола с помощью лебедки 4 опускают груз 1 отвеса до тех пор, пока между грузом н сердечником 7 электромагнита зазор не составнт заданной величины, напрнмер 3-5 мм. Передвижную опору 12 устанавливают на требуемом рас-, стоянии, иапример 150 м от груза 1, и закрепляют трос 2 в зажиме 13. Включают ток

в катушке 6 электромагнита, в результате чего груз I под действием возникшего магнитного поля перемещается в сторону сердечника 7, т.е. к центру щита. Затем включают прибор II и замеряют с его помощью углов(эе отклонение троса 2 от вертикали, а следовательно, и отклоненне ствола от заданного направления.

Для подготовки ствола к проведению дальиейшнх горных работ часть полка, на

которой укреплен магннт, поворачивают на шарннре 8 силовым цилиндром 9. Трос 2 отвеса отводят, в сторону или поднимают лебедкой 4. По предыдущим замерам проводят корректировку направления движения щита обычными методами и дальнейшую

углубку ствола.

Предлагаемое устройство не трубует механического контакта датчиков со стенками скважины, следовательно, иа точность замеров не влияюf неровности крепления, трещины и т.п. Кроме того, на процесс замера не влияет вид крепления ствола (бетой, тюбинги и пр.), не требуется устанавливать датчики иа выступающих частях тюбингов, т.е. следить, чтобы датчики не попали во впадины тела тюбингов.

5 В устройстве отсутствует второй отвес, колебания которого приводит .к неопределенности в показаниях прибора, а при использовании одного отвеса отклоненне его троса от вертикали можно с достаточной точ. ностью определнть по средним значениям за0 -писаниых показаний. Кроме того, колебания троса отвеса в предлагаемом устройстве значительно меньше ввнду притяжения груза к электромагниту.

После проведення замеров нет необходнмости демонтировать все устройство, достаточно отвести трос в сторону и закрепить его иа стеике ствола.

Устройство отличается большей точностью и требует зиачительно меньше времени для производства замеров. Внедрение его позволит увеличить среднюю скорость проходки, ствола до 10% за счёт сокращения времени иа .производство замеров отклонения щита.

Формула изобретения Устройство для определения отклонения вертикального щита, включающее цеитральиый грузовой отвес и датчики замера отклонения щнта относнтельно отвеса, отлинающееся тем, что, с целью повышения точности определения отклонения щита, устд ройство снабжено электромагнитом, установленным на щите, а груз отвеса выполнен из ферромагннтного материала, прн этом полюсы электромагнита ориентированы по продольной осн щнта.

Источники информации, 5 принятые во внимание при экспертизе

2.Авторское свидетельство СССР № 135050, кл. Е 21 D 1/00, 1%0.