Устройство контроля границы сильвинит-порода Советский патент 1982 года по МПК E21C35/24 

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к устройствам автоматического управления положением гориых машин, в частности при селективной отработке свиты сближенных пологопадаюиих пластрв калийных месторождений.

Известно устройство контроля границы раздела пласта, содержащее фотоэлектрические датчики и работающее н принципе распознавания гранищл раздела пларта по цвету и контрастности прослойков породы 1.

Однако это устройство непримеиимо для контроля границы сильвинит порода из-за того, что по цвету и ко контрастности калийные руды и вмегщающие породи могут не различаться

Известно также устройство контроля границы сильвинит - порода при селективной выемке калийных руд при помощи агрегата, включающего исполнительный орган в виде фрезы и отбойных барабанов, содержащее электроды, воспринимающий элемент, подключенный к источнику переменного тока высокой частоты, и регистрирующий блок С2.

Однако данное устройство не позво(ляет точно и надежно определить границу раздела сильвинит - порода,так

как не учитывает специфики/ особенностей проходки и формы горных выработок при отработке свиты сближенных пластов агрегатами вертикального действия и, что oco6eHHq важно, в условиях безлюдной выемки. В данном устройстве конструкция воспринимают щего элемента, выполненного в виде малогабаритного электродного конден10саторного датчика, встроенного в резец исполнительного органа выемочной машины, не обеспечивает стабильности контакта его с породами в силу изменения режима резания (постоянно меня15ется на комбайне скорость подачи, вращения исполнительного органа, твердость пород и т.д.), что в итоге приводит к искажению получаемой ин-. формэдии. Малая область контакта дат20чика с породами и вращение резца с датчиком на исполнительном органе дает лишь периодическую (циклическую) информацию на узкой площади. Съем достоверной информации с вращающегося

25 исполнительного органа в шахтных уряовиях весьма затруднителен. В нем не учтена также специфика соляных месторождений, требующая повышенной износоустойчивости и антикоррози30онности электродов. Целью, изобретения является повьше ние точности и надежности контроля границы сильвинит - порода при выемке калийных руд добычными агрегата ми вертикального действия, особенно при безлюдной выеМке полезного ископаемого. Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено блоком задержки и вторым воспринимающим элементом, при этом каждый из воспри нимающих элементов выполнен в виде трех соединенных подвижно при помощи ..эластичного изолятора электродов, v составленных из отдельных подпружиненных частей, соединенных шарнирно поперечный профиль которых имеет криви3 ну, соответствующую конфигуРЕЩИИ фрезы исполнительного органа агрегата, а длина электродов выбрана равной 0,8-1,2 диаметра отбойных барабанов исполнительного органа, причем воспринимающие элементы закреплены на корпусе агрегата диаметрально противоположно. На фиг.1 изображена конструкция трехэлектродных воспринимающих элементов и их установка на корпусе агрегата; на фиг.2 - один из электродов воспринимающего элемента, поперечное сечение.. На корпусе главного редуктора 1 агрегата (фиг.1) закреплены два воспринимающих элемента 2 и 3, Воспринимающий элемент 3 (или. 21 выполнен в виде трех электродов 4, которые по движно соединены .при помоил эластич ного изолятора 5. Поперечный профиль электродов 4 имеет кривизну, соответ ствующую конфигурации кольцевой части разрезной щели б, образованной фрезой исполнительного органа агрег та. . КЕ1ЖДЫЙ электрод (фиг. 2) составле из отдельных подпружиненных частей 7, соединенных шарнирами 8. Каждую часть 7 электрода подпружинивают к боковым породам пружинами 9, размещенными между изолирующим основанием (корпусом) 10 и эластичным изоляторо 5, например из резины. Необходимое усилие поджатия частей электродов обеспечивают напряжением тросика 11 путем вращения (закручивания) гаек 12 и 13. Подача высокочастотного напряжения к электродам осуществляется по кабелю 14, стержню 15 и тросику 11, Длина электродов 4 выбрана равной 0,8-1,2 диаметра отбойных барабанов 16 исполнительного органа. В части выбранного соотношения размеров электродов и диаметра отбо ных барабанов следует отметить, что в случае равенства длины электродов и диаметра отбойных барабанов проис ходит разубоживание добываемого полезного ископаемого за счет врезания отбойных барабанов во вмещающие пустые породы кровли или почвы, так как электронная (по порогу чувствительности) должна срабатывать только при .выходе электродов в пух:- . тые породы (например в мергель) на величину порядка 10 см (такая величина порога чувствительности выбрана с учетом кокретного геологического строения пород, кровли- (почвы) , а также наличия тонких и маломощных прослойков мергеля толщиной 1-5 мм в продуктивной толще, на которыедатчик не должен реап-тровать) . Этот случай соответствует соотношению длины электродов к диаметру отбойных барабанов 1,2 (при диаметре барабанов 1 м). Увеличение этого соотношения свыше 1,2, а также уменьшение его до величины, менее 0,8 прлзо тт к разубоживанию добываемой рудл, которое превышает допустимое по экономическим соображениям. Из практики калийных рудников известно , что. разубоживание добываемой рудь не должно превышать порядка 5%. Расстояние между пластинами электродов принимают равным 10 ivwi. . Рабочие, контактирующ11е с породой, поверхности частей электродов, для достижения максимального контакта выполняют .выпуклыми по кривизне кольцевой .части 8 разрезной щели 9. При диаметре кольцевой части разрезной щели, образуемой агрегатом типа АВД, 1,6 мм кривизна рабочей поверхности электродов составляет . g-- 1,25 1/m. Обратную (нерабочую) поверхность электродов покрывают изолирующим материалом, например/ фторопластом. С целью обеспечения плотного, контакта системы электродов первичного преобразователя с боковыми породами их соединяют между собой шарнирно через изоляторы, а затем подпружинивают к породам кольцевой части щели. Перед началом работы оба первичных преобразователя 1 предлагаемого устройства закрепляют на корпусе .главного редуктора 10 агрегата в диаметрально противоположных местах. Затем агрегат начинает проходку разрезной щели 9. Устройство работает следующим образом. При врезании исполнительного органа агрегата в вышележащие породы электроды 4 воспринимающих элементов 2 и 3 соприкасаются с боковыми породами кольцевой части щели б, образуемой вращ.ающейся фрезой исполнительного органа, и подпружиниваиотся к ним. По мере пересечения калийных

пластов и. пород меадупластий на сигнализирующий пульт машиниста агрегата поступает информация о виде пересекаемых пород, которая фиксируется.

Дойдя до кровли верхнего из сближенгеах пластов и получив информацию о переходе электродов с сильвиии-га на пустую породу, т.е. о появлении границы раздела сильвинит - порода, машинист агрегата прекрагцает проходку разрезной щели 17. После этого воспринимаюадие элементы 2 и 3 автоматически убирают, например, вниз. Затем машинист включает механизм переносного вращения отбойных 6ад|аба.нов 16 и начинает радиальную выемку сильвинита цилиндрическим камерами.

йлработав верхний из свиты сближенных пластов за один или несколь.ко циклов радиальной рыекки (в зависимости от мощности ) машинист выключает механизм переш5ского вращения барабанов и опускает исполнительный .орган по разрезной щели вниз. Установив исполнительный .орган в разрезной щели )анице -раздела сильвинит .порода в дажеле ащем калийном пласте/используя п полученную ранее при проходке разрезной щели информшдаьэ с помощью предлагаемого устройства, ма иинист ВНОВЬ включает механизм переносного вращения, осуществляюищй радиал.ьную выемку очередного сильвинитового пласта.

Вследствие различия электрических параметров сильвинита и породы, например их диэлектрической проницаемости или проводимости, при,переходе воспринимающих элементов 2 и 3 с одного материала на другой происходит расстройка резонансного контурд, и изменяется напряжение сигнала на выходе измерительного блока, затем си,гнал поступает в блок задержки, где автоматически сравнивается с заданной величиной (электрическая схема н показана). Блок задержки введен на

случай возможного кратковременного отрыва электродов 4 от боковых пород, а также на случай возможного пересечения воспринимающими элементами 2 и 3 маломощных пластов пустых пород. 5 Изобретение позволяет значительно повысить производительность агрегата . .и качество добываемой руды при безлюдной выемке полезных ископаемых.

10

Формула изобретения

Устройство контроля границгл сильвинит - порода при селективной

15 выемке калийных руд при помощи агрегата, включающего исполнительный орган в виде фрезЫ и отбойных бара.банов, со.держащее воспринимающий элемент, п-одюпоченный к источнику

20 переменного тока высокой частоты и. регистрирующий -блок, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и Надежности контроля, оно снабжено вторым воспринимающим

25 элемент рм;и блоком задержки, причем каждый из воспринимающих элементов выполнен в виде трех соединенных по -«вцдо вх-лри помощи эластичного изолятора- 3Jleirrpt Itiji.,..QCTaJ3 MiJ«UJJc H3

адпружштйтты-х ч

отдельных подпружиь

30

соединенных шарнирно, поперечный Профиль которых имеет кривизну, со-ответствующую конфигурации фрезы исполнительного органа агрегата, а длина электродов выбрана равной 0,8 1,2 диаметра отбойных барабанов исполЕгительного органа,причем воспринимающие элементы закреплены на корпутсе .агрегата диаметрально противоположно.

40

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Лвторское сэидетвльс1-во СССР 601414, кл. Е 21 С 35/24, 1975.

2.Авторское свидетельство СССР

45 № 600301, кл. Е 21 С 35/24, 1974.

IS