Устройство для поиска и определения границ тектонических нарушений при разработке угольных месторождений

 

Изобретение относится к горному делу и м.б. использовано для определения границ тектонических нарушений при подземной разработке пластовых месторождений, в частности угля на шахтах, не опасных по газу. Цель - повышение точности определения границ тектонических нарушений угольного пласта, снижение трудоемкости процесса измерений. Устр-во содержит передающую рамочную антенну, соединенИзобретен ие относится к горному делу и может быть использовано для определения границ тектонических нарушений при подземной разработке пластовых месторождений , в частности угля на шахтах не опасных по газу. Известны устройства для поиска и определения границ тектонических нарушений при разработке угольных месторождений, содержащие передатчик и приемник, пере ,ную с первой визирной трубой, и передатчик радиоволн, установленные на первом штативе, приемную рамочную антенну, соединенную с второй визирной трубой и приемником радиоволн, установленные на втором штативе, гибкую связь, прикрепленную к передающей и приемной антеннам и штативам, Причем штативы снабжены непроводящими штангами, которые прикреплены с возможностью вращения верхними частями и указанным штативом в их верхней части, Передающая и приемная антенны закреплены в нижних частях соответствующих непроводящих штанг, представляя собой свободно подвешенные шарнирные маятники . При этом штанга передающей антенны снабжена рычагом, который прикреплен к ней и к гибкой связи с возможностью регулирования положения указанных антенн усилием, определяемым из соотношения Pop Рнат. Ропр где Р0р, - усилие, необходимое для ориентирования передающей антенны; Рнат. - усилие натяжения гибкой связи; Ропр. - усилие опрокидывания штатива передающей антенны. 3 ил. дающую и приемную антенны, закрепленные на штативах. Однако эти устройства не содержат приспособлений , которые позволяют автоматически ориентировать в пространстве передающую и приемную антенны в заданных плоскостях. Это вынуждает использовать ручную ориентацию с помощью отвесов, круглых и цилиндрических уровней , на что уходит много времени. Кроме того, в этих устройствах для взаимного висл с vj Ю го 4 Ю

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я>s Е 21 С 41/18, 39/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4764823/03 (22) 04.12.89 (46) 23.03.92. Бюл, ¹ 11 (71) Киевский инженерно-строительный институт (72) М.М.Задериголова (53) 622.275(088.8) (56) Велиев А.В; и др. Электромагнитное профилирование. Устройство ДЭМП вЂ” 3 для поиска тектонических нарушений — Л,; Недра, 1971, с. 215. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОИСКА И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГРАНИЦ ТЕКТОНИЧЕСКИХ НАРУШЕНИЙ ПРИ РАЗРАБОТКЕ УГОЛЬНЫХ

МЕСТОРОЖДЕНИЙ (57) Изобретение относится к горному делу и м.б. использовано для определения границ тектонических нарушений при подземной разработке пластовых месторождений, в частности угля на шахтах, не опасных по газу. Цель — повышение точности определе. ния границ тектонических нарушений угольного пласта, снижение трудоемкости процесса измерений. Устр-во содержит передающую рамочную антенну, соединенИзобретение относится к горному делу и может быть использовано для определения границ тектонических нарушений при подземной разработке пластовых месторождений, в частности угля на шахтах не опасных по газу.

Известны устройства для поиска и определения границ тектонических нарушений при разработке угольных месторождений, содержащие передатчик и приемник, пере„„Ы „„1721242 А1 ную с первой визирной трубой, и передатчик радиоволн, установленные на первом штативе, приемную рамочную антенну, соединенную с второй визирной трубой и приемником радиоволн, установленные на втором штативе, гибкую связь, прикрепленную к передающей и приемной антеннам и штативам, Причем штативы снабжены непроводящими штангами, которые прикреплены с возможностью вращения верхними частями и указанным штативом в их верхней части, Передающая и приемная антенны закреплены в нижних частях соответствующих непроводящих штанг, представляя собой свободно подвешенные шарнирные маятники. При этом штанга передающей антенны снабжена рычагом, который прикреплен к ней и к гибкой связи с возможностью регулирования положения указанных антенн усилием. определяемым иэ соотношения

Рор Рнат < Ропр где Pop, — усилие, необходимое для ориентирования передающей антенны; Рна.. — усилие натяжения гибкой связи; P«p. — усилие опрокидывания штатива передающей антенны. 3 ил, дающую и приемную антенны, закрепленные на штативах.

Однако эти устройства не содержат приспособлений, которые позволяют автоматически ориентировать в пространстве передающую и приемную антенны в заданных плоскостях. Это вынуждает использовать ручную ориентацию с помощью отвесов, круглых и цилиндрических уровней, на что уходит много времени. Кроме того. в этих устройствах для взаимного ви1721242

10

20

30

40

Pop Р»»ат < Ропр, зирования антенн используют глаэомерный способ, что резко снижает точность измерений.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство

ДЭМП-3 для поиска тектонических нарушений, других геологических неоднородностей, которое включает передатчик и приемник, передающую и приемную антенны. штативы с антенными столиками.

Недостатком известного устройства является низкая точность определения границ тектонических нарушений угольного пласта. большая трудоемкость процесса измерений, обусловленная необходимостью в каждой. точке поискового профиля вручную производить ориентирование в пространстве приемной и передающей антенн, на что уходит большая часть времени измерений.

Кроме того, поскольку взаимное визирование антенн производится глазомерным способом, который обеспечивает точность визирования 3-4О, погрешность измерений может достигать 25 — 40%. так как используется вариант. наведения минимума диаграммы направленности передающей антенны, имеющей вид восьмерки, на приемную. При такой погрешности гарантированы случаи пропуска полезной аномалии. Глазомерное визирование передающей и приемной антенны резко ухудшают точность измерений.

Целью изобретения является повышение точности определения границ тектонических нарушений угольного пласта, снижение трудоемкости процесса измерений.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, включающем передающую рамочную антенну, соединенную с первой визирной трубой, и передатчик радиоволн. установленные на первом штативе, приемную антенну, соединенную с второй визирной трубой и приемником радиоволн, установленными на втором штативе, гибкую связь, прикрепленную к передающей антенне и штативам, штативы снабжены токонепроводящими,штангами, которые прикреплены к штативам с возможностью вращения в верхней их части, а передающая и приемная антенны закреплены в нижних частях соответствующих токонепроводящих штанг, образуя свободно подвешенные шарнирные маятники, при этом штанги снабжены рычагами, которые соединены между собой гибкой связью с возможностью регулирования положения укаэанных антенн усилием, определяемым из соотношения! где Рор — усилие необходимое для ориентирования передающей антенны;

Р» — усилие натяжения гибкой связи;

Poop — усилие опрокидывания штатива передающей антенны.

На фиг. 1 изображено устройство, общий вид; на фиг.2 — узел! на фиг.1(подшипник с рычагом); на фиг. 3 — узел II на фиг. 1 (фрикционный блок), Устройство включает передающую антенну 1 с центровочным грузом 2, Антенна

1 подвешена к передатчику 3 посредством токонепроводящей штанги 4 через расположенный на ней карданный шарнир 5, Штанга 4 укреплена с возможностью вращения в верхней части штатива 6 посредством упорного подшипника 7, под которым к штанге 4 жестко прикреплен рычаг 8, который прикреплен к одному концу гибкой связи 9.

К верхней части штанги 4 жестко прикреплена первая визирная труба 10 с алидадой и визирной маркой таким образом, что ее коллимационная плоскость совпадает с продольной осью рычага 8 и плоскостью витков передающей антенны 1.

Второй конец гибкой связи 9 прикреплен через рычаг-трубу 11 к барабану 21 фрикционного блока, который, в свою очередь, жестко связан с верхней частью токонепроводящей штанги 12 с возможностью вращения в верхней части штатива.13 посредством упорного подшипника 7, под которым к штанге 12 жестко прикреплен рычаг-трубка 11. К нижней части штанги 12 через карданный шарнир 14 прикреплена приемная антенна 15. образующая совместно с центрировочными грузами 16 свободно подвешенный маятник. При этом верхняя часть токонепроводящей штанги 21 снабжена второй визирной трубкой 17 с визирной маркой 18. К второму барабану 19 фрикционного блока, фрикционно связанному с барабаном 20 через прокладку 21, и рикреплена нить 22 натяжения с ручкой 23.

Барабан 20 жестко, а барабан 19 свободно закреплены на оси 24, вращающейся в подшипниках 25, и соединены с фрикционной прокладкой 21. При этом свободная сторона барабана 20 закреплена на оси 24 гайкой 26 и шайбой 27, а свободная сторона барабана

19 — пружиной 28, шайбой 29 и гайкой 30;

Предлагаемое устройство работает следующим образом, Штатив 6 передающей части устройства располагают в заданной точке профиля. При этом антенна 1. благодаря грузу 2 колеблясь в шарнире 5, занимает вертикальное положение. причем благодаря карданному шарниру 5 колебания антенцы 1 могут происходить только в направлении. перпен1721242 дикулярном плоскости чертежа, т,е. плоскости витков антенны.

Одновременно, в другой заданной точке поискового профиля располагают штатив

13 приемной части устройства. При этом 5 антенна 15 вместе с центровочными грузами 16, колеблясь под действием силы тяжести в шарнире 14, занимает горизонтальное положение, причем благодаря карданному шарниру 14 колебания антенны 15 могут 10 происходить только вокруг лежащей в плоскости чертежа горизонтальной оси, которая перпендикулярна вертикальной оси. вращения штанги.12.

После установки штативов.6 и 13 в за- 15 данных точках поискового профиля и успокоения антенн 1 и 15 ручкой 23 натягивают нить 22 со стороны приемной части устройства.

При этом, вращаясь, барабан 19 с по- 20 мощью силы трения, которая регулируется пружиной 27, увлекает за собой барабан 20, т.е. натягивает гибкую. связь. Одновременно с этим поворачиваются в горизонтальной плоскости рычаг 8 и рычаг-труба 11. 25

Гибкую связь 9 натягивают до тех пор, пока продольная ось рычага 8 не совпадает с продольной осью рычага-трубки 11 и осью гибкой связи 9, что будет соответствовать предварйтельному наведению плоскости .30 витков передающей антенны на центр приемной антенны 15. При этом антенны 1 и 15 регулируют усилием натяжения, определяемым из соотношения

Рор Рнат.< Ропр,, 35 где Р р — усилие, необходимое для ориентирования передающей антенны;

Рнат — усилие натяжения гибкой связи 9;

Ропр — усилие опрокидывания штатива 6 передающей антенны 1. 40

После установки штативов 6 и 13 в заданных точках поискового профиля и успокоения антенн 1 и 15 оператор приступает к взаимному.ориентированию антенн 1 и 15.

Усилие. требуемое для выполнения этой 45 операции обозначим через Рор. Оператор тянет. ручку 23, при. этом начинает вращаться барабан 19. Одновременно с барабаном

19 эа счет силы трения между барабанами

19 и 20 и фрикционной прокладкой 21. зави- 50 сящей от усилия сжатия пружины 27 гайкой

26, вращается и барабан 20, наматывая гибкую связь и натягивая ее. Это и будет усилие

Рнат.

Происходит свободное вращение всего 55 фрикционного узла в подшипниках 25, во время которого нить 22 натяжения вместе с ручкой сматывается с барабана 20. За счет натяжения гибкой связи 9 поворачивается рычвг 8 и рычаг-трубка 11 и происходит автоматическое взаимное ориентирование антенн 1 и 15

Натяжение связи 9 оператор проводит до тех пор, пока усилие натяжения Рнат„действующее на барабан 20; не станет равным или большим усилия ориентирования Рор.

Поскольку натягивание гибкой связи Q обусловлено лишь субъективиыми ощущениями оператора, тянущего ручку 23, то не исключено было падение штатива 6 за счет сильного натяжения гибкой связи 9 при повышении усилия натяжения Рнат усилия требуемого для опрокидывания ш гатива 6.

Поэтому в предлагаемом устройстве предусмотрена воэможность регулирования усилия натяжения Рнат., натяжение связи 9 осуществляется до тех пор, пока усилие сжатия фрикционного диска 21, установится меньшим усилия опрокидывания штатива 6, после чего барабан 20 остановится, а барабан 19 будет вращаться.

Момент проскальзывания отмечается оператором, который, удерживая ручку 23 и нить 22 в натянутом состоянии, производит отсчет по приемнику и дает команду рабочему, который находится возле штатива 6 на дальнейшую переноску всего устройства вдоль поискового профиля, отпускает ручку

21 и первым начинает движение.

Штатив 6 некоторое время остается неподвижным. При этом гибкая связь сматывается с барабана 20, вращая его в сторону, обратную намотке. Одновременно с барабаном 20 за счет силы трения будет вращаться барабан 19, который автоматически намотает нить 22 с ручкой 23, устанавливая ее в исходное положение. Далее, вращая в небольших пределах первую визирную трубу

10 вокруг вертикальной оси и наблюдая через нее визирную марку 18, добиваются точного совпадения центральной риски трубы

10 с маркой 18, чем обеспечивают точное взаимное визирование антенн 1 и 15.

Затем включают передатчик 3, берут отсчет по приемнику 31, после чего переносят штативы 6 и 13 в новые заданные точки поискового профиля.

Преимущество предлагаемого изобретения заключается в исключении глазомерного визирования антенн, автоматизации процесса ориентирования в каждой точке поискового профиля приемной и передающей антенн, что позволяет существенно повысить точность измерений, снизить трудоемкость процесса измерений, значительно повысить производительность поисково-съемочных работ„сократить количество операций при измерениях, так как весь процесс съемки практически сво1721242 дится к натяжению гибкой связи 9 между антеннами и взятия отсчетов по приемнику.

Изобретение может быть использовано при разведке месторождений полезных ископаемых, картирования с поверхности тектонических нарушений, карстовых полостей, пустот, оползней, неметаллических подземных коммуникаций, решении других аналогичных задач при строительстве и эксплуатации хозяйственных объектов.

Формула изобретения устройство для поиска и определения границ тектонических нарушений при разработке угольных месторождений, включающее передающую рамочную антенну, соединенную с первой визирной трубой, и передатчик радиоволн, установленные на первом штативе, приемную рамочную антенну, соединенную с второй визирной трубой и приемником радиоволн, установленные на втором штативе, гибкую связь, прикрепленную к передающей антенне и штативом, от л и ч а ю щ ее с ятем, что, с целью повышения точности определения границ тектонических нарушений угольного

5 пласта, снижения трудоемкости процесса измерения, штативы снабжены токонепроводящими штангами, которые прикреплены к штативам с возможностью вращения в верхней их части, а передающая и приемная

10 антенны закреплены в нижних частях соответствующих токонепроводящих штанг, образуя свободно подвешенные шарнирные маятники, при этом. штанги снабжены рычагами, которые соединены между со16 бой г.ибкой связью с возможностью регулирования положения указанных антенн усилием, определяемым иэ соотношения Pop P> < Рддр, где P

1721242

Фиг.2

Филд.Составитель М.Китайская

Техред М. Моргентал Корректор H. Ревская

Редактор M.ßíêîâè÷

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 936 Тираж Подписное.

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5