Устройство контроля направления движения крепи в обводненном стволе Советский патент 1982 года по МПК E21C35/08 G01B7/30 

(54) УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ НАПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЯ КРЕПИ В ОБВОДНЕННОМ СТЮЛЕ

Изобретение относится к горному делу, в частности к проходке вертикальных горных выработок, точнее к регистрации направления погружения крепи стволов шахт.

Известно лазерное устройство, регистрирующее направление движения проходческого комбайна или щита относительно оси выработки, содержа-щее лазер модели Реге I п-Е Jmer-5200J l

Существенный недостаток известного лазерного устройства заключается в том, что оно не удерживает отклоняющийся луч лазера в первоначально выставленном направлении.

Известно также устройство контроля направления движения крепи в обводненном стволе, Еключакяцее лазерный отвес, содержащий размещенный в корпусе с возможностью вращения вокруг вертикальной полуоси лазер н механизм юстировки, герметичную трубу, жестко закрепленную на крепи параллельно ее продольной оси, полупрозрачный экран, передающую поляризационную камеру и видеоблок 2.

Известно, что луч лазера изменяет свое первоначальное направление. Поэтому не исключено, что проходка горной выработки может быть осуществлена в этом случае с некоторым отклонением от проектного направления. Для того, чтобы не допустить большого отклонения горной выработки от проектного направления, необходимо довольно часто останавливать работы по проходке горной выработки, проверять и восстанавливать направление луча лазера.

10

Целью изобретения является повышение точности погружения крепи за счет обеспечения непрерывного, автоматического удержания луча лазера в заданном направлении.

15

Поставленная цель достигается тем, что лазерный отвес снабжен двусторонним дифракционным нулевым детектором с центргшьным отверстием и искусственным горизонтом, жестко

20 закрепленными в корпусе со стороны сопутствующего луча лазера, а механизм юстировки имеет электропривод, связанный с детектором, при этом полупрозрачный экран жестко

25 закреплен над герметичной трубой, и передакицая телевизионная камера разметана над полупрозрачным экранном, причем лазерный отвес жестко закреплен в нижней части герметичной

30 тпубы. На фиг.1 показан ствол, вертикаль ный разрез} на фиг.2 - корпус лазерного отвеса, разрез; на фиг.З механизм юстировки. Устройство имеет погрукную крепь 1, герметичную трубу 2, жестко скреп ленную с погружной крепью (например, на сварке) и сориентированную параллельно отвесной оси ствола, полупроз рачный экран 3, жестко закрепленный над трубой 2, телекамеру 4, установленную над полупрозрачным экраном 3, телевизиор 5, принимающий видеоволны от телекамеры 4, системы домкратов 6, задавливающих погружную крепь и корпус 7, имеюгаий .шарнирно установ ленный, например, на полусферической поверхности 8 с центральным отверстием 9 лазер.10, механизм юстировки, включающий фиксаторы 11-14, связанные с электроприводами 15 и 16, фиксируюцими направление лазера 1C по двум взаимно перпендикулярным осям невертикальной плоскости, двусторонний дифракционный нулевой детектор 17, жестко установленный в корпусе 7 со стороны сопутстЕукяцего луча 18 лазера под полусферической поверхностью 8 с центральным отверстием 9, искусственный горизонт 19 (например, ртутный, расположенный ниже двустороннего дифракционного нулевого детектора 17. Устройство работает следующим образом. .Устройство подключают к источнику энергии. Как только лазер начинает испускать прямой рабочий 20 и сопутствую1 ;ий 18 лучи, они соответственно попадают на экран 3 и на двусторонний дифракционный нулевой детекто 17. В том случае, когда сопутствующий луч 18 попадает в центральное отверстие пластины фотодетектора 17 на поверхности искусственного горизонта возникает дифракционная картина с центральным светлым пятном, окруженным чередующимися светлыми и темными кольцами. Если отраженное центральное пятно дифракционной картины точно совпадает с центром отверстия пластины двустороннего нулевого фотодетектора, то фртоэлементы, расположенные снизу пластины дву стороннего детектора, не освещаются центральным светлым отраженным от искусственного горизонта пятном, а следовательно, в них не образуется Электрическая энергия, и электроприводы 15 и 16, приводящие в движение фиксаторы 11-14, не работают Такье направление лучей лазера (сопутствующего 18 и рабочего 20) счита ется отвесным. Если же сопутствующий луч лазераЮ по какой-то причине изменяет свое направление, то светлое пятно дифр акционной картины отклоняется в какую-то сторону от центрального отверстия пластины двустороннего нулевого фотодетектора и засвечивает тот или иной фотоэлемент, закрепленный снизу пластины фотодетектора 17. При этом в засвеченном фотоэлементе световая энергия превращается в электрическую, которая заставляет работать соответствующий электропривод фиксатора 11 точной наводки, а следовательно, изменяет угол наклона лазера 10 так, чтобы сопутствующий луч 18 лазера 10 занял такое направление, при котором отраженное светлое пятно дифракционной картины точно совмещается с центральным дифракционным отверстием пластины двустороннего нулевого фотодетектора 17. Фотоэлементы, прикрепленные сверху пластины двустороннего нулевого фотодетектора 17, необходимы для наводки сопутствующего луча 18 лазера 10 в центральное дифракционное отверстие пластины фотодетектора, когда перво-. начальное направление сопутствующего луча 18 лазера 10 не попадает в это отверстие. В этом случае луч 18 засвечивает какой-то датчик, последний превращает световую энергию в электрическую .и включает в работу соответствующий электропривод грубой наводки соответствующего фиксатора 12 до тех пор, пока сопутствующий луч 18 лазера 10 не попадет в центральное отверстие пластины фотодетектора. Таким образом осуществляется беспрерывное автоматическое удержание основного рабочего луча 20 лазера 10 в заданном отвесном положении. Рабочий луч 20 лазера 10 попадает на экран 3 с координатной сеткой и оставляет на нем точку-пятно Местонахождение пятна на экране 3 передается телекамерой на экран телевизора 5. В зависимости от местонахождения центра пятна-точки на экране 3 включается в работу тот или иной домкрат системы домкратов |6, направляя крепь в нужное отвесное положение. Изобретение позволяет с меньшими трудозатратами и на более коротких участках трассы возвращать погружаемое крепи в вертикальное положение. Действующие нормативные документы требуют чтобы общее отклонение оси ствола не превшиало 1:2000 глубины ствола. Используя изобретение, монсно уменьшить допускаемые отклонения на 80-90%. При возведении сооружений с гарантией, которая не допускает превышения отклонения осей погружаемых крепей от норм, использование -изобретения позволит исключить неоправданное увеличение поперечных сечений стволов, за счет чего мо-аю снизить расход железобетонной крепи на 10%. Использование изобретения на строительстве шахтного колодца с внутренним объемом 6000 м позволяет снизить стоимость работ на 810 тыс.руб. Формула изобретения I Устройство контроля направления движения крепи в обводненном стволе, включающее лазерный отвес, содержащий размещенный в корпусе с возможностью вращения вокруг вертикальной полуоси лазер и механизм юстировки, герметичную трубу, жестко закрепленную на крепи параллельно ее продольной оси, полупрозрачный экран передающую телевизионную камеру и ви деоблок, Ьтлич ающее с я тем, что, с целью повышения точности ..погружения крепи за счет обеспечения непрерывного автоматического удержания рабочего луча в заданном направлении, лазерный отвес снабжен двусторонним дифракционным нулевым детектором с центральным отверстием и искусственным горизонтом, жестко .закрепленными в корпусе со стороны сопутствующего луча лазера, г механизм юстировки имеет электропривод, связанный с детектором, при этом полупрозрачный экран жестко закреплен над герметичной трубой, а передающая телевизионная камера размещена над полупрозрачным экраном, причем лазерный отвес жестко закреплен в нижней части герметичной трубы. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент Бельгии С 698560, кл. Е 01 д, опублик. 1974. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2786267/22-03, кл, Е 21 с 35/08, 1979.