Устройство для измерения смещений глубинных реперов

 

Изобретение относится к горной промьшленности, предназначено для определения деформаций горных пород с помощью глубинных реперов и позволяет повысить точность и надежность измерений. Дпя этого устр-во снабжено рычагом (Р) 1, опирающимся на неподвижный репер, выполненный в виде трехгранной призмы (ТП.) .2, и размещенным на Р1 уровнем 25. На одном плече Р 1 закреплен груз 7. ,Измеритель линейных перемещений выполнен в виде серьги.9. Один из пальцев (и) 13 серьги 9 соединен с гибкой тягой 16 глубинного репера посредством телескопической штанги 15 со ступенчатым калиброванным шагом раздвижки. Другой П 10 серьги 9 соединен с микрометром 22, шток 23 которого перпендикулярен П 10. Соосно штоку 23 в П 10 выполнено резьбовое отверстие 1I. В нем размещен микрометрический винт 12, опирающийся через ТП 8 на другое плечо Р 1. После окончания монтажа устр-ва вин том 12 уровень 25 на Р 1 приводится в среднее положение. Микрометром 22 измеряют расстояние между П 10 и верхом винта 12. Через время комплекс измерений повторяется. Изменение длины интервала между подвижными и неподвижными реперами равно изменению расстояния между П 10 и ТП 8 и измеряется микрометром 22. Перемею щения больше хода микрометра 22 меряются им же после удлинения или . со укорочения щтанги 15. I з.п. ф-лы, «ч4 3 ил. Q5 4j

СО!ОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК г, I (бп g G 01 С 15/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3940747/22 — 03 (22) 29.07.85 (46) 30.11.86. Бюл. ¹ 44 (71) Всесоюзный ордена Трудового

Красного Знамени научно †исследов тельский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела (72) Е.С.Смелянский, В.В.Дубовов, В.К.Пискарев, В.Д.Палий и В.П.Калинников (53) 622.35 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1043302, кл. Е 21 С 39/00, 1980.

Авторское свидетельство СССР № 8598!5, кл. G 01 С 15/04, 1979. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СМЕЩЕНК! ГЛУБИННЫХ РЕПЕРОВ (57) Изобретение относится к горной промышленности, предназначено для определения деформаций горных пород с помощью глубинных реперов и позволяет повысить точность и надежность измерений. Для этого устр-во снабжено рычагом (Р) 1, опирающимся на неподвижный репер, выполненный в вйде трехгранной призмы (ТП) .2, и размещенным на Pl уровнем 25. На

„„SU„„1273737 а1 одном плече P закреплен груз 7. ,Измеритель линейных перемещений выполнен в виде серьги.9. Один из пальцев (II) 13 серьги 9 соединен с гибкой тягой !6 глубинного репера посредством телескопической штанги

15 со ступенчатым калиброванным шагом раздвижки. Другой П !О серьги 9 соединен с микрометром 22, шток 23 которого перпендикулярен П 10. Соосно штоку 23 в П 10 выполнено резьбовое отверстие ll. В нем размещен микрометрический винт !2, опирающийся через TII 8 на другое плечо P 1.

После окончания монтажа устр-ва винтом 12 уровень 25 íà P 1 приводится в среднее положение. Микрометром 22 измеряют расстояние между П 10 и верхом винта 12. Через время комплекс измерений повторяется. Изменение длины интервала между подвижными и неподвижными реперами равно изменению расстояния между П 10 и ТП 8 и измеряется микрометром 22. Перемещения больше хода микрометра 22 измеряются им же после удлинения или укорочения штанги 15. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

3737

1 крышкой-ловителем 20, в которой сделаны радиальные прорези для удержания призмы и гибких тяг в разгруженном состоянии, и центральное отверс5 тие для пропуска тяги во время измерения. Размеры всех отверстий в крышке-ловителе меньше размеров призмы

19, но центральное отверстие сущест— венно больше диаметра тяги, а шири-!

О на радиальных прорезей немногим больше диаметра тяги, На специальном кронштейне 21 верхнего пальца 10 серьги 9 жестко закреплен стандартный микрометр 22, шток 23 которого перпендикулярен пальцу 10, а на верхней части микрометрического винта 12 закреплена вторая губка 24 микрометра 22. Микрометром измеряется расстояние меж10 ду верхним пальцем 10 серьги 9 и губкой 24 микрометра при неизменном положении рычага 1, которое обеспечивается цилиндрическим уровнем 25, закрепленным на рычаге 1.

При необходимости измерения смещения реперов, расположенных в вертикальной восходящей скважине (фиг.2), устройство не претерпевает принципиальных изменений. Только рычаг 2

ЗО натягивающий проволоки, превраща— ется из рычага первого рода в рычаг второго рода, т.е. короткое плечо рычага 1 упирается на опорную призму 2, а центральная призма рычага — на подвижную трехгранную призму 8.

Для фиксации положения призмы 8 3$ в верхнем пальце 10 серьги 9 выполнено реэьбовое отверстие 11 с микрометрическим винтом 12, который фик-. сирует положение призмы 8 и передает нагрузку от рычага 1 серьге 9, на противоположный палец 13 которой опирается призма 14, скрепленная с телескопической штангой 15. К другому концу телескопической штанги прикреплены гибкие тяги 16 от глубинных реперов. Конструкция телескопической штанги предусматривает фиксированную калиброванную раэдвижку.

Для этого во внутренней штанге через равные интервалы выполнены отверстия 17, которые совмещены с отверстием во внешней штанге и фиксируются специальной шпилькой 18. Между измерениями трехгранные призмы 19, число которых соответствует количест— $S ву подвижных реперов, закрепленных в скважине, отсоединяются от телескопической штанги 15 и удерживаются

При измерении смещений глубинных реперов в горизонтальных (наклонных)

40 скважинах (фиг.3) рычаг выполняется изогнутым под углом, равным углу наклона скважины, а биссектриса угла упорной призмы 2 направлена под углом, равным углу равнодействия

4$ массовых сил рычага и силы натяжения проволоки.

Исходя из изложенного, угол отклонения биссектрисы угла трехгран50 ной призмы от вертикали (зенитное расстояние) равен

Р (= arctg ---

1 127

Изобретение относится к горному делу и предназначено для определения деформации горных пород с помощью глубинных реперов.

Целью изобретения является повышение точности и надежности измере ний.

На фиг.1 показано устройство для измерения смещений глубинных Реперов в нисходящей вертиклаьной скважине, общий вид; на фиг,2 и 3 — то же, для вертикальной восходящей и гори-" зонтальной скважин соответственно.

Устройство состоит из следующих основных частей: рычаг 1 опирается на трехгранную призму 2, жестко скрепленную со штангой 3, которая в свою очередь закреплена на фланце 4 обсадной трубы 5, закрепленной в устье скважины 6. Все измерения фактически выполняются по отношению к опорной грани призмы 2, которая слу.жит неподвижным репером и по отношению к которой и измеряются смеще-. ния подвижных реперов, закрепленных в скважине (не показаны). На длинном плече рычага 1 жестко закреплен постоянный груз 7, а короткое плечо рычага опирается на подвижную трехгранную призму 8, которая может параллельно самой себе перемещаться в серьге 9, являющейся основным элементом измерителя линейных перемещений, где P — вес рычага в снаряженном состоянии, кН;

F — усилие натяжения проволоки, кН.

1273737

Для ««ак.«онных «.кнажии. исходя иэ

I тех же посылок зенитное расстояние ! биссектрисы у«л» призмы находится из решения соответствую«««его треугольника сил. 5 !

«1арнирные соединения между рычагом 1 и призмами 2 и 8 и между серьгой 9 и призмой 11 выполнены по типу шарнирных соединений, применяемых во всех типах весов, из высоко- 10 прочных сплавов, исключающих их смятие и видимыи износ н течение всего - нремени производства наблюдений.

Выполнение измерений смещений глубинных реперов осуществляется . 15 следчющим образом.

Глубинные реперы закрепляются на нужных расстояниях от устья скважины и гибкие тяги от них выводятся

20 наружу. После этого на фланец обсадной трубы монтируется и закрепляется патрубок с фланцем и закрепленной на нем опорой призмой 2 и крышкойловителем 20, к свободным концам тяг прикрепляются призмы 19. Длины

25 тяг устанавливаются r таким расчетом, чтобы телескопическая штанга и подвижная призма находились в среднем положении, если неизвест- но направление перемещений реперов, или н одном из крайних положений, если направление переме щения подвижных реперов (знак изменения длины интервалов) известно.

Тяга 16 совместно с телескопичес- 35 кой штангой 12 и трехгранная призма

l4 составляют постоянную, точнее изменяемую на заранее известную с достаточной точностью, величину, для чего телескопическая штанга калибруется при всех ее возможных положениях. Величина мерной базы остается постоянной в течении всего времени измерений существования наблюдательной станции. 45

После окончания монтажа на призму 14 одного иэ реперов (первого) надевается серьга 9, на упорную призму 2 устанавливается рычаг 1, короткий конец которого проденается через 5О серьгу 9 и соединяется с подвижной призмой 8. После этого микрометрическим винтом 12 уровень на рычаге 1 приводится в среднее положение и микрометром 22 измеряется расстояние 55 между верхним пальцем серьги и верхом микрометрического винта. Такая операция проводится со всеми реперарасстояния «1 = «1

1 1- — отсчет

1 кой-то

", — началь метру, а . — длина

1 го — ««+ а — а о по микрометру в кагде момент времени, мм; нь«й отсчет по микроMM телескопической штанги на момент измерения, мм; — то же, при начальном отсчеао те.

Преимущества предлагаемого устройства по сравнению с известными в том, что нагрузка, натягивающая проволоки, постоянна во все время, измерений (весь срок службы наблюдательной станции) при минимальных силах трения. Устройства,в которых натяжение тяг осуществляется грузами, подвешенными к проволокам через блочки, в силу большей запыленности и агрессивности рудничной атмосферы при громоздкости устройства в должной мере не обеспечивают постоянства натяжения, кроме того, затруднена их защита. Пружинные натяжные устройства изменяют натяг при перемещении реперов, следовательно в результаты измерений необходимо вводить соответствующие поправки.

Вторым важным преимуществом предлагаемого устройства является то, что проволоки, соединяющие реперы с устьем скважины нагружаются только на момент измерений, что исключает их вытягивание во времени. ми. При этом положение уровня на рычаге проверяется до и после измерения микрометром.

Спустя некоторое нремя, за которое подвижные реперы сместятся на какуюто величину, комплекс измерений повторяется. Так как мерная база между измерениями остается постоянной, то изменение длины интервала между подвижными и неподвижными реперами при постоянстве положение короткого плеча рычага по отношению к неподвижному реперу равно изменению расстояния между верхним пальцем серьги и подвижной призмой, что с высокой степенью точности измеряется микрометром, перемещения больше хода микрометра измеряются также микрометром, но после удлинения или укорочения телескопической «««танги. Общее перемещение вычисляется с учетом это)273737

15

67иг. /

Формула изобретения е

1. Устройство для измерения смещений глубинных реперов, включающее неподвижный репер, гибкие тяги глубинных реперов, груз и измеритель линейных перемещений, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности и надежности измерений, оно снабжено рычагом, опирающимся на неподвижный репер, выполненный в виде трехгранной призмы, и уровнем, размещенным на рычаге, при этом на одном плече рычага закреплен груз, а измеритель линейных перемещений выполнен в вице серьги, один из пальцев которой соединен с гибкой тягой репера, а другой — с микрометром, шток которого расположен перпендикулярно пальцу, при этом в последнем соосно штоку выполнено резьбовое отверстие, в котором размещен микрометрический винт, опирающийся через трехгранную призму на другое плечо рычага.

2, Устройство по п.1, о т л ич а ю m е е с я тем, что палец серьг ги соединен с гибкой тягой репера при помощи телескопической штанги со ступенчатым калиброванным шагом раздвижки.

1273737

Составитель С.Потапов

Редактор Т.Парфенова Техред Л.Сердюкова Корректор А.Зимокосов

Заказ 6466/37 Тираж 670

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий .I13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д.4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4