Способ передачи высотной отметки в шахту

 

Использование1 горное дело, маркшейдерия , при привязке подземных съемок. Сущность изобретения: при передаче отметки в шахту от опорного репера используют лазерный интерферометр, который устанавливают около устья ствола шахты, в котором укрепляют два плоских зеркала, производят измерения расстояний интерференционным способом от интерферометра до верхнего плоского зеркала, затем до нижнего, берут отсчет по нивелирной рейке в шахте и на поверхности, после чего вычисляют отметку шахтного репера. Причем репер закрепляют в шахте на расстоянии от нижнего зеркала, равном измеренному расстоянию от лазерного интерференционного дальномера до верхнего зеркала. 1 ил

и

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 6 01 С 5/00, 3/08

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГО СПАТЕ НТ С С С Р) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4804865/10 (22) 22.03.90 (46) 15.12.92. Бюл, N 46 (71) Всесоюзный научно-исследовательскйй институт горной геомеханики и маркшейдерского дела (72) С.Ю.Николашин, Н,А.Никитина и

В,М.Тяпин (56) Пащенков В.B. Радио- и светодальномеры, М.: Недра, 1980, с, 321 — 324.

Карлсон А.А. Измерение деформаций гидротехнических сооружений. М,; Недра, 1984, с. 35 — 36. (54) СПОСОБ ПЕРЕДАЧИ ВЫСОТКОЙ ОТМЕТКИ В ШАХТУ (57) Использование: горное дело, маркшейИзобретение относится к горному делу, в частности к способу передачи высотной отметки в шахту, например, при вскрытии месторождения.

Из курса маркшейдерского дела известны способы передачи высо1ной отметки в шахту, предусматривающие использование специальной шахтной ленты и длиномера

ДА-2.

Передача высотной отметки с помощь1о шахтной ленты осуществляется следующим образом, Ее наматывают на барабан, который надежно закрепляют вблизи устья шахтного ствола, Над стволом укрепляют блок, через который пропускают ленту. К концу ленты подвешивают груз, масса которого обычно равна массе груза при компарировании, После тога, как спуск ленты закончен, одновременно в шахте и на поверхности при помощи двух нивелиров берут отсчеты

512,,„1781542 А1 дерия, при привязке подземных съемок.

Сущность изобретения . при передаче отметки в шахту от опорного репера используют лазерный интерферометр, который устанавливают около устья ствола шахты, в котором укрепляют два плоских зеркала, производят измерения расстояний интерференционным способом от интерферометра до верхнего плоского зеркала, затем до нижнего, берут отсчет по нивелирной рейке в шахте и на поверхности, после чего вычис- ляют от летку шахтного репера. Причем ре-: пер закрепляют в шахте на расстоянии от нижнего зеркала. равном измеренному расстоянию от лазерного интерференционного: дально ера до верхнего зеркала. 1 ил. по лейте п1, п2 и по рейкам а, Ь, установленньгл на подходном Rp и шахтном R реперах, Отсчеты по ленте и рейкам повторяют несколько раз. Обязательны измерения высоты нивелира и перемещения ленты перед каждым измерением. Отметка репера в шахте определяется по формуле:

Z = Zn (п1 п2) + а о hL1+ A 2+ ht+ b3 гдв гя 1 — поправка за удлии авиа llBIITbl от массы груза (вводится только Il твк слу IQAx, когда масса груза при измерении не равна массе груза при компарировании);

Ь1 г — поправка за удлинение ленты от собственшой массы;

Ж вЂ” поправка зэ температуру;

hR — поправка эа компарирование шахтной ленты.

1781542

Передача высоты с помощью длиномера ДА-2 осуществляется следующим образом. Длиномер укрепляют вблизи устья ствола, который состоит иэ ручной лебедки и барабана с намотанной на нем стальной проволокой. При движении проволоки вращается диск. один оборот которого равен 1 м пропущенной проволоки, Число полных оборотов фиксирует специальный счетчик, а неполные обороты отражаются на шкале, нанесенной на ободе мерного диска. Для измерения достаточно опустить проволоку в ствол и зафиксйровать отсчеты в начале и конце измеряемого отрезка. Отметка репера в шахте вычисляется по формуле, ш — Zn + пизм + Л 1 + А 2 + Л13 Ь14, где Ali — поправка за диаметр проволоки;

hfz — поправка за компарирование диска;, hb- поправка за тепловое расширение проволоки, вызванное разностью температур в стволе;

Л4 — поправка эа тепловое расширение окружности диска;

Ел — отметка репера на поверхности;

hing — измеренная высота ствола.

Опйсанные способы передачи высотной отметки в шахту требуют значительных затрат времени и трудоресурсов.

Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип. является способ передачи высотной отметки с поверхности в шахту при применении светодальномера.

Светодальномер устанавливают около устья ствола. С объективами приемно-передающей системы жестко связана специальная насадка (плоское зеркало или призма), отражающая поверхность которой закреплена по отношению к осям передающей системы светодальномера под углом 45, Световой пучок, вышедший иэ передающей системы, направляется под углом 90 вниз через ствол к отражателю, отражающая плоскость которого расположена горйзонтально." Отразившись, луч попадает на зеркальную поверхность насадки и направляется в приемный канал дальномера. Для определения высотной отметки шахтного репера используют два нивелира, Один иэ них служит для определения "высотной отметки центра ойтических осей дальномера, другой — для передачи высотной отметки на шахтный репер Rw. Высотную отметку шахтного репера вычисляют по формуле;, Екш =ZRn+(а1.- а2).— (S - I)+ b)+ b2 где ZRn — высотная отметка репера на поверхности, а1 и а2 — отсчеты по рейкам на поверхности;

5 $ — расстояние, измеренное дальномером, I — расстояние от центра светодальномера до центра насадки;

bi, bz — отсчеты по рейкам в шахте.

10 Описанный способ имеет свои недостатки: необходимость подсветки отражате лей шахтерскими лампами, т.к. в противном случае наведение на них приемопередающей системы осуществляется "вслепую", 15 т.е. по индикатору, регистрирующему отраженный сигнал, что затрудняет работу по наведению светового луча на отражатель; требуется привлечение дополнительных рабочих, которые осуществляют подсветку от20 ражател ей.

На чертеже изображена схема передачи высотной отметки в шахту.

Способ передачи высотйой отметки с поверхности в шахту с помощью лазерного .

25 инте рферометра заключается s следующем. .Вблизи устья ствола на расстоянии 1015 м устанавливают лазерный интерферометр 1; например, конструкции Хабаровского филиала ВНИИ физико-технических и

30 радиотехнических измерений; интерферометр горизонтируют, Затем с опорного репера на поверхности R способом геометрического нивелирования передают высотную отметку на интерферометр. После

35 этого в устье ствола устанавливают плоское зеркало 2 на верхнем горизонте и измеряют расстояние 0< интерференционным способом, Затем, поворачивая плоское зеркало 2 под углом 45 на верхнем горизонте и устао

40 навливая горизонтально плоское зеркало на

" нижнем горизонте, измеряют расстояние Di+

+ 02 = 0O до нижнего зеркала; повернув затем нижнее плоское зеркало 3 под углом о

45, добиваются визирования на нивелир45 ную рейку 4, установленную на расстоянии

01 от зеркала 3, и берут отсчет b.

В ысотную отметку шахтного репера ZRw рассчитывают по формуле:

50, ZRw =.Евп+ а1 а2- Л- Do+ 01+ Ь, rye ZR> высотная отметка репера на поверхности, м;

55 а, аг — отсчеты по нивелирным рейкам на поверхности,м;

Л- постоянная интерферометра — расстояние от лазерного луча до верхней части корпуса интерферометра, равная 0,05 м;

1781542 верхности в шахту на один порядок, Наличие видимого лазерного луча обеспечивает щие операции: измеряют разность хода лучей перемещением верхнего плоского его быструю наводку на передающую оптизеркала; эта разность определяет" измеряе- ческую систему, что сокращает время работ мое расстояние до величины, кратной пол- в шахте. Достаточно мощное излучение лазера не требует дополнительной подсветки фиксируя момент по минимальной контрастности интерференционной картины, измеряют перемещение; расстояние определяют по формуле: передающих плоских зеркал, а это исключает привлечение дополнительных рабочих.

Фиксация отсчета по нивелирной рейке в . шахте по лазерйому лучу исключает приме20 нение второго нивелира.

Формула изобретений

Df =(N+ 1/2) (l

Способ передачи высотной отметки в где L известная длина резонатора лазера ; шахту; включающйй установку лазерного! — измеренное перемещение; дальномера около устья ствола шахты, опреN — получают иэ более грубых дально- 25 деление его высотного положения относимерных измерений, обеспечивающих изме- тельно опорного репера, последовательное рение данной линии до длины резонаторов, Аналогично определяют расстояние до нижнего плоского зеркала, предварительно измерение расстояний от дальномера до верхнего зеркала, установленного над стволом шахты, и до нижнего зеркала, установленного в шахте, вычисление отметки лом, обеспечивающим вертикальное визи- нижнего зеркала с учетом разности измерование, Затем поворачивают нижнее ренных расстояний и определение превыплоское зеркало, добиваясь виэировайия шения между нижним зеркалом и репером, лазерного луча под углом 90 к вертикали на закрепленным в шахте, на который при этом устанавливают нивелирную рейку, о т л ина расстоянии Df от зеркала 3. " ч а ю шийся тем, что, с целью повышения:

По полученным для расчета данным вы-; точности и производительности; в качестве лазерного дальномера используют интерчисляют отметку шахтного репера

Длина линии до верхнего зеркала, м: Df= ференционный дальномер, а при определении превышения между нижним зеркалом и

Длиналиниидонижнегозеркала,м:Df+ реперам, закреплейным в шахте, направля+ 0з =53,0015 = ют излучение на нивелирную рейку путем поОтсчет по рейке на поверхности, м: af = ворота .зеркала на 45 и берут отсчет по.

=1,543 ниверлирной рейке; соответствующей полоОтсчет по рейке на корпусе интерферо- 45 жению пятна лазерного излучения, при этом метра, м: аг = 1,320 .... репер закрепляют в-шахте на расстоянии от

Постоянная интерферометра, м: 6=0,05 нижнего зеркала, равном измеренному расОтсчет по рейке в шахте, м: Ь = 1,100 стоянию от дальномера до верхнего зеркала.

Do = D1+ 02 — расстояние от интерферометра до нижнего плоского зеркала, м;

01 — расстояние от интерферометра до верхнего плоского зеркала, м;

Ь вЂ” отсчет по рейке в шахте, 5

Пример. Рассмотрим прйменение предложенного способа для передачи высотной отметки с этажа на этаж, Для осуществления измерений лазерным интерферометром производят следую- 10 уцелому числу длин резонатора лазера; 15 повернув верхнее плоское зеркало под yr- 30 нивелирную рейку в шахте, установленную 35

= 11,0123 40

Высотная отметка репера на поверхности, M: 2п =+ 100

2рш = 100+ 1,543 - 1,320 - 0,05 (53,001511,0123)+ 1,1 = 59,2838 м

Технико-зкономические преимущества предлагаемого способа по сравнению с прототипом заключаются в том, что использование лазерного интерферометра повышает точность передачи высотной отметки с по1781542

Составитель С.Николашин

Редактор В.Трубченко Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор З.Салко

Заказ 4268 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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