Устройство для наблюдения смещений горных пород

 

Изобретение относится к горно-маркшейдерским приборам и предназначено для измерения перемещений и деформаций в массивах горных пород в горизонтальном и вертикальном направлениях. Целью изобретения является упрощение конструкции за счет применения подпружиненных вилок 13 и рамок 12, позволяющих переключать измерения перемещений отрезков труб при помощи струн 7 с горизонтальных смещений на вертикальные. Подпружиненные вилки 13 установлены на стенках отрезков труб 1, рамки закреплены на струнах 7 с возможностью зацепления с подпружиненными вилками 13 при изменении натяжения струн, пропущенных через блоки 8, которые установлены на внутренней трубе 3 соответственно отрезкам труб 1. Внутри неподвижной трубы проходит струна 4 с якорем 5, который вместе с внутренней трубой 3 жестко закреплены в основании 6. Верхние концы всех струн снабжены шкалками 20 и прикреплены к отсчетным приспособлениям 9 с возможностью регулирования их натяжения. Процесс определения деформаций заключается в измерении изменения расстояния между роликом 8 и отсчетным приспособлением 9 для вертикальных перемещений и изменения расстояния между роликами 8 и точкой крепления струны 7 к отрезку трубы 1 для горизонтальных перемещений. 3 ил.

союз советсних. социАлистичесниx

РЕСПУБЛИК д 11 4- С 01 С 15/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ по изОБРетениям и (лнРытиям пРи Гннт сссР (21) 4353095/24-10 (22) 30.12.87 (46) 07.09.89. Бюл.h - 33 (71) Московский инженерно-строительный институт им, В,В,Куйбышева (72) В.Е.Новак и Г,Б.Исекеева (53) 528.58(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

К 185501, кл,.С 01 С 15/04, 07,08,65, Авторское свидетельство СССР

И 711358, кл, G 01 С 15/04, 22.07.77, „„Я0„„15О6275 А 1

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАБЛЮДЕНИЯ CMEHjEHHA ГОРНЫХ ПОРОД (57) Изобретение относится к горномаркшейдерским приборам и предназначено для измерения перемещений и деформаций в массивах горных пород в горизонтаЛьном и вертикальном направлениях. Целью изобретения является упрощение конструкции ва счет приме1506275 пения Ilt>дп1>у>«,11н1 нни>; f1tt, è к 13 и рамок 1 2, позволяющих переключать измерения перемещений отрезков труб при помощи струн 7 с горизонтальных смещений на вертикальные. Подпружиненные вилки 13 установлены на степках отрезков труб 1, рамки закреплены на струнах 7 с воэможностью зацепления с подпружиненными вилками 13 при из- 10 менении натяжения струн, пропущенных через блоки 8, которые установлены на внутренней трубе 3 соответственно отрезкам труб l. Внутри неподвижной трубы проходит струна 4 с якорем 5, 15 которьш1 вместе с внутренней трубой 3 жестко закреплены в основании 6, Верхние концы всех струн снабжены шкал- ками и прикреплены к отсчетным приспособлениям 9 с возможностью регулирования их натяжения. Процесс определения деформаций заключается.в измерении изменения расстояния между роликом и отсчетним приспособлением 9 для вертикальных перем шений и изменения расстоянил между роликом и точкой крепления cwpyllt t 7 к отрезку труг би 1 для гориэо.1та.1>них перемещений, 3 нл, Изобрете>н1с относитсл к горно-маркшейдерским приборам, а именно к измерению перемещений и деформаций в массивах пород в горизонтальном и вертикальном направлениях °

Целью изобретения является упро25 щение конструкции, На фиг.l представлена схема устройства длл наблюдения смещений горних пород в теле оползня, об>1п>й вид; 30 на фиг.2 — положения элементов устройства в различных режимах измерения смещений на фиг,3 — натяжное приспособление и струбцииа с уровнлми, общий вид, 35

Устройство cocтсит иэ отрезков труб 1 с гибкилги элементами 2, представляющими собой, например, ревину, для предохранения устройства от заиливания грунта, попадания влаги, 10

Внутри неподвижной трубы 3 проходит струна 4 с якорем 5. Верхний конец струны со шкалой прикреплен к отсчетному приcflt)сoбле ию, нижний KoHец с якорем 5 жестко закреплены в основа- 45 нии 6 r:Necve с трубой 3, Это дает воз можность проводить измерения смещений относительно наиболее глубоких несмещаю1цихся с.ë oeâ. Боковые струны

7 своими нижними концами прикреплены к отрезкам труб 1, а другие концы пропущены через блоки 8 закрепленные на трубе 3, и прикреплены к отсчетный приспособлениям 9, каждая струна 7 крепится к трубе 1 с помощью цилиндра 10, расположенного в стакане 11, На струнах 7 неподвижно закреплены рамки 12. Вилка 13 перемеща-. ется по пальцу 14, закрепленвому на стенке труби 1, р -1.к 1 и11сет подпружиненные шарик>1 1 >, Отсчетное приспособление включает кронштейн 16, закреплении 1й на опорном столике 17, на сl и 1 Я к ронштей.1а 16 свободно ка1 с> рого крепится струна 7, имеющая шкалку 20, другое пле о рычага имеет огра>1н 1:тель 21, грузик 22 свободно перемещае тел вдо.н . ле:1а рьpt«3I а 23, 11а I Ræíoå присп<>соблен 1е имеет микрометре>гние в инт1,1 2 1 для и 1>и11еде ния струн в отвесное IlosIoiKF tiHE с помощью съемных уровней, распол1.>кс I,I htt «а струбцине

25. Струбцина предст«гллет собой площадку 26 с ц; линдром в виде цанги

27, жс ство с к ренле lllti«f(с одной с тороны и имеющие прорези как на площадке, т>1к и на цил>гидре дл,i струны. В 1 абочем виде струна1 пр1>пускаетсл через прорези струбцини, зател на ц,1линдр навиичивается шайба 28, при э гом

ll 11 губки цанги сжимают струну. После этогo микрометрснними винтами 24 пузырьки уровней виводятсл на сереДИНУ, ЧтО COO ГВЕтетВУЕт ОТВЕСНОМУ ПОложению струны, Сборка устройства для наблюдений смещений горн11х пород в теле оползня производится э следующем порядке.

Вначале на поверхности собирают наружние труби 1, устанавливая в них подпружиненные вилки 13, закрепляют стаканы 11 гибкие элементы 2, которые к наружным трубам крепятся болтами, К стенкам неподвижной трубы 3 крепятся блоки U, пропускается внутри нее струна 4, к нижнему концу которой крепится обрезок металлическо1506275

45 го прутка или деревянного бруска, слу-. жащего стопором, Затем неподвижную трубу со струной и стопором опускают в скважину и заливают бетоном че5 реэ рукав. После того как бетон схватится опускают наружную трубу нижнего горизонта так> чтобы направление нижних блоков 8 внутренней трубы 3 совпало с направлением вилки 13 фиксатора. Затем с помощью полого штока малого диаметра опускают цилиндр

10 с закрепленными на нем струной

7 с рамой 12 фиксатора и тросом 29 в соответствующий стакан i1 одевают 15 штоком струну на блок 8, Верхние концы струны 7 и троса 29 помечают бирками с информацией о горизонте и временно крепят на поверхности, После этого опускается следующая тру- 20 ба, и производится сборка в том же порядке.

После сборки устройства для наблюдений смещений устанавливают опорный столик 17, пропуская в отверстия 25 струны, имеющие индекс. соответствующего горизонта. Затем конец струны крепят к плечу рычага 19, Далее на.страивают устройство на режимн работ и крепят шкалки 20 к струнам 7. Ко- 30 нец троса 29 с биркой об информации горизонта крепят на стенке наружной трубы 1 верхнего горизонта, для чего предусмотрены специальные крюки (ие показаны).

Для замены струны в случае ее pasрыва снимают опорный столик 17, с помощью троса 29 вынимают цилиндр 10 иэ стакана 11, снимают конец разорванной струны, второй разорванный конец струны снимают с натяжного устройства, прикрепляют новую струну и опускают цилиндр 10 в стакан 11. С помощью штока накидыгают струну 7 на блок 8, верхний конец струны крепят к плечу рычага 19, а трос 29 обратно крепят на крюке наружной трубы верхнего горизонта, В предлагаемом устройстве блок 8

50 прикреплен одним концом на опоре и имеет вид соединения двух конусов вер шинами друг к другу, т.е. представляет собой однополостный гиперболоид вращения. Такая форма предотвращает

55 соскальзывание струны с блока при работе устройства.

Отрезки наружных труб должны быть иэ стали, стойкой к коррозии.

Количество и длина отрезков труб выбираются в зависимости от конкретной оползневой ситуации, Струны можно использовать стальные либо инварные.

Для получения более полной информации о смещениях горных пород на одном горизонте можно увеличивать количество струн, располагая их на од" ном горизонте через 60, 120 и 180 .

Для предотвращения соприкосновения струн различных горизонтов их смещают по азимуту, кроме того, вилки фиксаторов можно перемещать по высоте.

Смещения струн определяют с помощью отсчетов по микроскопам, используя нивелир. Для отсчитывания смещений можно использовать индикаторы часового типа, накладной уровень с микрометренным винтом, который располагают на коромысле. Отсчетные приспособления выбирают в зависимости от конкретных условий.

В периоды между измерениями предусмотрено располагать струну в свободном положении, для того, чтобы разгрузить струну и уменьшить влияние на нее различных сотрясений земной поверхности. С этой целью грузик 22 рычага 23 смещают вправо до кронштейна 16.

Устройство для наблюдения смещений горных пород работает в двух режимах: измерения вертикальных смещений и измерения горизонтальных смещений, Смещения слоев в устройстве определяют относительно наиболее глубокого несмещающегося слоя.

Для устранения в полученных величинах смещений ошибок. предусмотрено перед измерениями приводить все струны в отвесное положение при помощи съемных уровней.

Перевод в этот режим измерения вертикальных смещений осуществляется при помощи грузика 22, перемещающегося по плечу рычага 23. Из расчета, по определению для различных длин плеч, различных прилагаемых сил найдено три положения грузика 22 по переводу устройства в различные режимы измерений.

При положении грузика 22, например, на делении в 1 см производится перевод устройства в режим измерения вертикальных смещений, т,е. натяжение боковой струны 7 ослабляется настолт ко, что рамка 12 под собственным ве1506275 сом перемеща вся вннэ и входит в зацепление с вилкой 13. Последняя сжимая пружину скользит "no пальцу 14, закрепленному на стенке трубы 1, и стопорится. Затем переводят грузик 22 на деление в 2 см,. в результате струна принимает рабочее положение, и делают замеры.

В этом случае при смещении слоев в вертикальном направлении возникают перемещения отрезков труб 1, снабженных гибкими, элементами 2, которые по струнам передаются на натяжное приспособление. 15

Процесс измерения горизонтальных смещений заключается в следующем, Грузик 22 перемещается по плечу рычага 23, например, на деление в

3,6 см. При этом вес грузика 22, пре- 20 одолевая силу упругости подпружиненных шариков 15, и вес рамки 12 перемещают струну 7 вверх. Вилка 13, выйдя из зацепления с рамкой !2, перемещается по пальцу 14 эа счет силы уп- 25 ругости пружины 30 в исходное положение. После этого переводят грузик 22 на деление в 2 см и производят замеры. При режиме иэмерения горизонтальных смещений вилка 13 и рамка 12 находятся в разъединенном положении, струна 7 натянута и проходит через блок 8, закрепленный на трубе 3.

При горизонтальном смещении слоег. перемещаются отрезки труб, эти смещения передаются через струны, проходящие через блоки к отсчетному устройству.

В периоды между измерениями, как указывалось, производят разгрузку струны.

Предлагаемое решение позволяет повысить надежность и точность измерения вертикальных и гориэонтальных смещений гарных пород в теле оползня, так как смещения измеряют одной струной, переключая ее с вертикальных смещений на горизонтальные, упростить конструкцию устройства, использовать различные отсчетные устройства, повысить надежность и долговечность его работы, так как в периоды между измерениями предусмотрена разгрузка струны, выполнять наблюдения практически на любой глубине> возможно дли- ельное наблюдение за характером смещения .горных пород1 кроме того, характерны легкость производства наблюдений, относительно небольшие затраты средств и труда на оборудо-, 1,«.; ° устройства, Формул а изобретения

Устройство для наблюдения смещений горных пород, содержащее основание, отрезки труб, соеднненпые гибкими элементами, центральную струну с якорем, боковые струны, верхние концы которых прикреплены к отсчетнь|м приспособлениям, а нижние — к стенкам соответствуощнх отрезков труб, о т л и ч а ю щ е е с я тем что,,с целью упрощения конструкции, оно снабжено внутренней трубой, блоками, рамками и подпружинепньп и вилками, причем блоки у тановлелы на внутренней трубе, жестко связанной с основанием, подпружиненные вилки установлены иа соответствующих отрезках, труб, а рамки закреплены на боковых струнах с возможностью .зацепления с подпружиненными вилками, при этом якорт центральной струны жестко закреплен в основании, а верхние концы всех струн установлены с воэможностью регулирования их натяжения.

1506275