Способ контроля уровня заполнения камеры твердеющей смесью Советский патент 1981 года по МПК E21F15/00 

(54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ УРОВНЯ ЗАПОЛНЕНИЯ КАМЕРЫ ТВЕРДЕЮЩЕЙ СМЕСЬЮ

Изобретение относится к горной промышлениости и мoжet быть использовано при разработке месторождений полезных ископаемых камерами с твердеющей закладкой. Известен способ контроля за пЬлнотой заполнения камеры твердеющей смесью, заключающийся в размещении в контролируемых участках камеры двух металлических изолированных контактов индикатора, при погружении которых в.твердеющий раствор замыкается электрическая цепь и на панели, расположенной вне камеры, зажи-, гается сигнальная лампочка (1|. Недостатком данного способа является то, что индикаторы, включенные в электросеть, представляют опасность для рабочих, а их монтаж под кровлю камеры не всегда возможен. Кроме того, известен способ контроля уровня заполнения камеры твердеющей смесью, транспортируемой п6 закладочному трубопроводу, заключающийся в размещении в верхней части камеры электродов, разделенных электроизолятором, создание меж-; ду ними электрической цепи при помощи .электропроводников, выведенных из камеры к соответствующим клеммам замерной стаиции, иизмерении силы тока при определении уровня заполнения камеры твердеющей смесью, при этом электроды представляют собой вертикально установленные рейки с контактами 2. Указанный способ имеет ограииченную область применення из-за того, что установка рейки с контактами в камере не всегда возможна и, кроме того, для установки рейки необходимо бурение щпуров в кровле камеры, что увеличивает затраты на закладочные работы. Цель изобретения - расщирение области применения способа и сокращение затрат. Указанная цель достигается тем, что используют электроды, выполнеиные из металлов с различными нормальными потенциалами, и размещают их в зоие струи твердеющей смеси, поступающей из закладочного трубопровода в камеру, а уровень заполнения камеры твердеющей смесью определяют по прекращению колебаний измеряемого тока между , соответствующей парой электродов. На фиг. I изображена схема размещения электродов в камере (вертикальный разрез); на фиг. 2 - электрическая схема подключения измерителя тока к электродам. Способ осуществляют следующим образом..

К закладочному трубопроводу I крепят, например, с помощью стержня 2 электроди 3 и 4, выполненные из метгаллов с различными нормальными потенциалами, разделенные электроизолятором 5. Стержень 2 устанйливают таким образом, чтобы электроды 3 и 4 находились в струе закладочной смеси, выходящей из трубопровода. Электроды 3 и 4 соединены с измерителем б тока.

Перед установкой стержня 2 измеряют его длину и, зная угол наклона стержня к горизонту, определяют пространственное положение электродов 3 и 4, а по предоарительной маркшейдерской съемке камер определяют объем пустот, который ,имеется выше уровня расположения электродов 3 и 4.

В. процессе закладки камеры из трубопровода поступает раствор , которы-й омывает электроды. Закладочная смесь представляет водный раствор электролитов.

Раствор закладочной смеси вместе с электродами из металлов с различными нормальными потенциалами образует, гальванический элемент. Эле тродвижущая сила (ЭДС) этого элемента зависит от вида металлов, свойства раствора, силы тока н в значительной мере от скорости потока смеси. Зависимость ЭДС ог скорости обусловлена поляризацией электродов. При скорости потока,равной нулю,, поляризация максимальная, а ЭДС и величина отбираемого от гальванического элемента тока минимальны. С увеличением скорости потока поляризация уменьшается, а сила тока, которую вырабатывает элемент, увеличивается.

В момент прохождения порции скорость потока максимальна, сила измеряемого тока также максимальна. В период между порциями наступает поляризация электродов, сила тока резко падает.

Когда уровень твердеющей смеси поднимается настолько, что электроды оказываются погруженными в закладОчную смесь, перемещение потока закладочной смеси относительно электродов прекращается, сила тока в связи с поляризацией электродов падает и в дальнейшем не изменяется.

Пример осуществления способа. В верхней найти камеры размещают электроды 3. и 4, разделенные электроизолятором 5. Твердеющая закладочная смесь поступает из трубопровода в камеру, например, через скважину диаметром 250 мм, длиной 3 м. В качестве стержня 2 используют, например, стальную трубу длиной 4 м и диаметром 12-15 мм, которая приваривается к трубопроводу 1. Длина выступающей в камеру части трубы 2 м. Эта же труба выпол-, няет роль электрода 3. В трубу 2 вкручен изолятор длиной 10-15 см, на который, в свою очередь, навинчен электрод 4, выполненный из алюминия. Диаметр алюминиевого электрода 12-20 мм, длина 5 см. Алюминиевый электрод. подключен к проводнику, который через изолятор и внутреннюю полость стержня (трубы) выводится в штрек. К этому приводу подключается минусовая клемма магнитоэлектрического измерительного прибора чувствительностью, например, 1 мА на всю щкалу. Плюс измерительного прибора присоединяется к закладочному трубопроводу 1.

При подаче закладочной смеси с содержанием цемента 200-250 кг в расчете на 1 м закладки миллиамперметр регистрирует ток, причем сила тока изменяется согласно прохождению порций смеси. Максимальные чяковые значения тока составляют 500-800 мкА, достигая в отдельных случаях 1 мА, между порциями сила тока падает до 50-100 мкА. По мере подъема уровня закладываемого массива электроды погружаются в массив. При этом величина максимальных бросков начинает уменьшаться. .Когда погружение электродов только начинается, падающая струя закладки перемешивает верхний слой уложенной смеси. Глубина этого слоя находится в пределах 5- 10 см. На большей глубине алюминиевый электрод оказывается вазоне отложений сгущенной смеси, воздействие поверхностных возмущений здесь не сказывается и в ближней зоне этого электрода начинает интенсивно развиваться процесс поляризации. Сила тока при этом постоянна и составляет величину 50-80 мкА, .с течением времени ток медленно уменьшается до 20 мкЛ и менее. Поляризация железного электрода из-за его большой площади существенной роли не играет. Таким образом, прекращение колебаний тока позволяет сделать вывод о том, что уровень закладочной смеси превысил уровень расположения алюминиевого электрода и -достиг железного электрода.

Предлагаемый способ может найти широкое применение на подземных рудниках, применяющих камерную систему разработки. При этом не требуется лребывания людей в камере для установки электродов. Измерение уровня закладки по предложенному способу не требует источников питания, измеряемый ток вырабатывается за счет электрохимической энергии закладочного раствора. Эта позволяет использовать данный метод в шахтах, опасных по газу, так как мощность данного источника тока весьма мала (менее 10 Вт) и недостаточна для создания Искры.

Осуществление способа позволит также получать информацию о прохождении закладочной смеси по всей трассе трубопровода, что повысит надежность транспортирования смеси.

Кроме того,. отсутствие специальных источников питания упрощает эксплуатацию измерительного устройства.