Тренажер глазомерного определения направления забуриваемых шпуров относительно плоскости забоя

Изобретение относится к горному делу и предназначено для определения пространственного положения взрывных шпуров. Предложен тренажер глазомерного определения направления забуриваемых шпуров относительно плоскости забоя, состоящий из пластины в виде дуги с расположенной на ней угловой шкалой, имитатора буровой машины, включающего буровой молоток с телескопической опорой, телескопическую буровую штангу, выполненную с возможностью соединения с шаровой пятой шарового шарнира, закрепленного на плоскости забоя, а также источника света, соединенного с буровым молотком, при расположении в одной вертикальной плоскости оси источника света, бурового молотка, буровой штанги и шарового шарнира. При этом источник света расположен соосно с буровой штангой, пластина оснащена телескопическими стойками, состоящими из цилиндров со штоками, с размещенными на штоках метрическими линейками, а также на пластине размещена угломерная шкала, проградуированная по приведенному математическому выражению. Предложенная конструкция устройства обеспечивает повышение точности определения углов заложения шпуров вертикальной плоскости и снижение трудоемкости работы при обучении бурильщиков навыкам глазомерного определения направления бурения шпуров. 8 ил.

 

Изобретение относится к горному делу и предназначено для определения пространственного положения взрывных шпуров.

Известно устройство для определения направления шпуров, содержащее основание, шарнир и установленную на основании угломерную шкалу (А.с. СССР №667670, МПК E21B 47/02, 1979 г.).

Недостатком данного устройства является то, что оно не позволяет определять углы заложения шпуров в горизонтальной плоскости.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство, содержащее выполненную в виде дуги пластину с угловой шкалой, имитатор буровой машины, включающий буровой молоток с буровой штангой, выполненной телескопической с возможностью соединения с шаровой пятой шарового шарнира, закрепленного на плоскости забоя, присоединенную к буровому молотку шарнирно телескопическую опору, соединенную с основанием, а также источник света, соединенный с буровым молотком, при этом оси источника света, бурового молотка, буровой штанги и шарового шарнира расположены в одной вертикальной плоскости (Патент РФ №2560762, МПК E21B 47/02, 2015 г.).

Однако данное устройство недостаточно точно в определении углов заложения шпуров в вертикальной плоскости.

Другим недостатком устройства является сложность работы при определении углов наклона шпуров в вертикальной плоскости.

Задачей изобретения является повышение точности при определении углов заложения шпуров в вертикальной плоскости, а также снижение трудоемкости работы при обучении бурильщиков навыкам глазомерного определения направления бурения шпуров.

Достигается это тем, что тренажер глазомерного определения направления забуриваемых шпуров относительно плоскости забоя, состоящий из пластины в виде дуги с расположенной на ней угловой шкалой, имитатора буровой машины, включающего буровой молоток с телескопической опорой, телескопическую буровую штангу, выполненную с возможностью соединения с шаровой пятой шарового шарнира, закрепленного на плоскости забоя, а также источника света, соединенного с буровым молотком, при расположении в одной вертикальной плоскости оси источника света, бурового молотка, буровой штанги и шарового шарнира, согласно техническому решению источник света расположен соосно с буровой штангой, пластина оснащена телескопическими стойками, состоящими из цилиндров со штоками, с размещенными на штоках метрическими линейками, а также на пластине размещена угломерная шкала, проградуированная по формуле:

где Lα - длина отрезка угломерной шкалы, отмеряемой от отметки 90° на угломерной шкале, соответствующая величине угла наклона забуриваемого шпура в вертикальной плоскости α;

R - величина радиуса дуги угломерной шкалы, равная расстоянию расположения пластины от шарового шарнира;

α - величина угла забуриваемого шпура в вертикальной плоскости, град;

при этом угловая шкала проградуирована по формуле:

где Lβ - длина дуги, отмеряемая от отметки 90° на угловой шкале, соответствующая величине угла наклона забуриваемого шпура в горизонтальной плоскости β;

R - величина радиуса дуги угловой шкалы, равная расстоянию расположения пластины от шарового шарнира;

β - величина угла забуриваемого шпура в горизонтальной плоскости, град.,

при этом отметка 90° на угломерной шкале и ось шарового шарнира расположены в одной горизонтальной плоскости, а отметка 90° на угловой шкале и ось шарового шарнира - в одной вертикальной плоскости.

Предлагаемое устройство обеспечивает высокую точность измерения углов заложения шпуров в вертикальной плоскости, а также снижение трудоемкости работ при обучении бурильщиков навыкам глазомерного определения направления бурения шпуров.

Расположение угломерной шкалы на пластине позволяет устанавливать численное значения угла заложения шпура в вертикальной плоскости по точке, указанной световым лучом на угломерной шкале. При этом угломерная шкала находится на значительном расстоянии от плоскости забоя, что обеспечивает большую длину цены деления градусной сетки на шкале. Это повышает точность измерения данного угла по отношению к прототипу.

Трудоемкость обучения бурильщиков навыкам глазомерного определения направления бурения шпуров снижается за счет того, что значения углов заложения шпуров в горизонтальной и вертикальной плоскостях устанавливаются одновременно по точке, указанной лучом источника света на угломерной и угловой шкалах, расположенных на пластине.

Расчет угломерной и угловой шкалы по приведенным формулам позволяет перевести соответствующие углам наклона шпура к плоскости забоя линейные величины в угловые отметки на шкалах.

Расположение источника света соосно с буровой штангой, отметки 90° на угломерной шкале и оси шарового шарнира в одной горизонтальной плоскости, а отметки 90° на угловой шкале и оси шарового шарнира в одной вертикальной плоскости, перпендикулярной плоскости забоя, позволяют обеспечить высокую точность измерения углов и получить численное значения угла заложения шпура в вертикальной плоскости по точке, указанной световым лучом на угломерной шкале.

Снабжение пластины телескопическими стойками, состоящими из цилиндров со штоками, с размещенными на штоках метрическими линейками, позволяет путем поднятия или опускания пластины относительно почвы забоя расположить отметку 90° угломерной шкалы на высоте шарового шарнира 3.

Углы наклона забуренных шпуров к плоскости забоя принимаются острыми, не более 90 градусов.

Поэтому при значениях горизонтального угла β более 90 градусов значение такого угла, указываемого на угловой шкале 9, рассчитывается по формуле:

где β' - значение угла, указываемого на угловой шкале при значениях угла β более 90 градусов.

Шпуры, пробуренные с наклоном к плоскости забоя в направлении вверх, принято считать восходящими шпурами и обозначать со знаком «плюс». Соответственно на угломерной шкале 10 такие углы обозначены как (+α). Шпуры, пробуренные с наклоном к плоскости забоя в направлении вниз, принято считать нисходящими шпурами и обозначать со знаком «минус». Соответственно на угломерной шкале 10 такие углы обозначены как (-α).

Устройство поясняется чертежами. На фиг. 1 показан общий вид устройства; на фиг. 2 показано размещение на пластине угловой и угломерной шкал; на фиг. 3 - вид устройства сверху и расчетная схема градуировки угловой шкалы и установки ее отметки 90° по оси шарового шарнира; на фиг. 4 показано расположение источника света в буровом молотке; на фиг. 5 показано соединение бурового молотка, буровой штанги, шарового шарнира и источника света; на фиг. 6 - общий вид устройства и расчетная схема градуировки угломерной шкалы для восходящих шпуров; на фиг. 7 - общий вид устройства и расчетная схема градуировки угломерной шкалы для нисходящих шпуров; на фиг. 8 приведена расчетная схема установки отметки 90° угломерной шкалы по оси шарового шарнира.

Устройство содержит имитатор буровой машины, состоящий из бурового молотка 1, соединенного соосно с буровой штангой 2, выполненной телескопической, на конце которой размещен шаровой шарнир 3. К буровому молотку 1 соосно с буровой штангой 2 присоединен источник света 4. К нижней плоскости бурового молотка 1 с помощью шарнира 5 присоединена телескопическая опора 6. Телескопическая опора жестко под прямым углом соединена с основанием 7. В комплект тренажера также входит дугообразная пластина 8, на которой размещена угловая шкала 9 для определения углов заложения шпуров в горизонтальной плоскости и угломерная шкала 10 для определения углов заложения шпуров в вертикальной плоскости. Пластина оснащена телескопическими стойками, состоящими из цилиндров 11 со штоками 12, на которых размещены метрические линейки 13.

Элементы устройства закрепляются, например, с помощью зажимов: телескопическая штанга фиксатором 14, телескопическая опора стопором 15, телескопические стойки зажимами 16.

Буровая штанга 2 тренажера посредством шарового шарнира 3 прикреплена к плоскости забоя 17 выработки.

В качестве источника света можно использовать, например, лазерную световую указку.

Работа тренажера осуществляется следующим образом.

На плоскости забоя 17 в соответствии с паспортным расположением шпуров, например врубовых шпуров, закрепляются шаровые шарниры 3. В забое устанавливается имитатор буровой машины (переносного перфоратора), состоящий из бурового молотка 1, телескопической буровой штанги 2, телескопической опоры 6. Телескопическая опора соединена посредством шарнира 5 с основанием 7. Выдвижной шток буровой штанги 2 соединяется с шаровой пятой шарового шарнира 3, закрепленного на плоскости забоя 17. Выдвижением штока буровой штанги 2 устанавливается проектная длина штанги и закрепляется фиксатором 14.

Затем на имитаторе бурового молотка 1, соосно с осью буровой штанги 2 помещается, например, в отверстии на задней стенке бурового молотка источник света 4, например лазерная указка. При этом оси источника света 2, буровой штанги 2 и шарового шарнира 3 расположены в одной вертикальной плоскости.

Далее на расстоянии R устанавливают пластину 8. На это значение R рассчитаны размещенные на пластине шкалы - угловая шкала 9 и угломерная шкала 10. При этом перемещением пластины вдоль забоя совмещаются в одной вертикальной плоскости, перпендикулярной плоскости забоя, отметка 90° на угловой шкале 9 и ось шарового шарнира 3.

Затем устанавливают отметку 90° на угломерной шкале 10, размещенной на пластине 8, в соответствие с высотой размещения шарового шарнира 3 на плоскости забоя. Предварительно рассчитывают численное значение длины, на которое необходимо переместить пластину с угломерной шкалой относительно почвы выработки, обеспечивающее расположение отметки 90° угломерной шкалы на высоте шарового шарнира 3.

Расчет осуществляется по формуле:

,

где hшс - длина выдвижения штока телескопической стойки из цилиндра,

hшш - высота размещения шарового шарнира на плоскости забоя от почвы выработки (по оси шарнира),

h90 - высота размещения отметки 90° угломерной шкалы на пластине относительно нижнего торца цилиндра, от которого производится отсчет значения длины выдвижения штока.

Для этого ослабляются зажимы 16 на телескопических стойках, соединенных с пластиной 8. Далее перемещением штоков 11 в цилиндрах 12 по метрическим линейкам 13, размещенным на штоках 11, устанавливается величина расчетной длины. После этого зажимами 16 фиксируется положение пластины по высоте.

Тренажер подготовлен к работе.

Далее бурильщик перемещает буровую машину относительно плоскости забоя, пока луч света 18 не укажет на угловой шкале 9 искомое значение угла заложения шпура в горизонтальной плоскости. Бурильщик глазомерно фиксирует положение буровой машины в горизонтальной плоскости относительно забоя при данном угле наклона в горизонтальной плоскости.

Для определения угла наклона шпура в вертикальной плоскости ослабляется стопор 15 телескопической опоры 6, буровая машина опускается вниз или поднимается вверх до положения проектного угла наклона шпура в вертикальной плоскости, устанавливаемого по лучу света 18 источника света 2 на угломерной шкале 10. При этом шток телескопической опоры 6 или вдвигается, или выдвигается из цилиндра опоры. Соединение опоры 6 с буровым молотком посредством шарнира 5 обеспечивает вертикальность опоры при изменении ее длины. Конечное положение опоры фиксируется стопором 15.

Бурильщик глазомерно фиксирует положение буровой машины в вертикальной плоскости относительно забоя при данном угле наклона.

Для других углов наклона буровой машины с буровой штангой, а следовательно, и углов наклона шпуров в горизонтальной и вертикальной плоскостях все действия, указанные выше, повторяются.

Контроль глазомерного пространственного ориентирования бурильщиком буровой машины может быть осуществлен следующим образом.

Бурильщик при отключенном источнике света 4 глазомерно ориентирует буровую машину по значениям заданных углов заложения шпура в горизонтальной и вертикальной плоскостях относительно плоскости забоя, выполняя действия, перечисленные выше. После этого включают источник света 4 и по световому лучу 18 на угловой шкале 9 устанавливают фактическое значение угла наклона буровой штанги в горизонтальной плоскости, а на угломерной шкале 10 - фактическое значение угла наклона буровой штанги в вертикальной плоскости.

Конструктивные размеры тренажера и продолжительность работы с ним определяются экспериментально.

Использование предлагаемого устройства позволяет осуществить обучение бурильщиков глазомерному ориентированию буровой машины относительно плоскости забоя по заданным углам наклона шпуров в горизонтальной и вертикальной плоскости относительно забоя.

При этом обеспечивается высокая точность измерения углов заложения шпуров в вертикальной плоскости, а также снижение трудоемкости работ при обучении бурильщиков навыкам глазомерного определения направления бурения шпуров.

Тренажер глазомерного определения направления забуриваемых шпуров относительно плоскости забоя, состоящий из пластины в виде дуги с расположенной на ней угловой шкалой, имитатора буровой машины, включающего буровой молоток с телескопической опорой, телескопическую буровую штангу, выполненную с возможностью соединения с шаровой пятой шарового шарнира, закрепленного на плоскости забоя, а также источника света, соединенного с буровым молотком, при расположении в одной вертикальной плоскости оси источника света, бурового молотка, буровой штанги и шарового шарнира, отличающийся тем, что источник света расположен соосно с буровой штангой, пластина оснащена телескопическими стойками, состоящими из цилиндров со штоками, с размещенными на штоках метрическими линейками, а также на пластине размещена угломерная шкала, проградуированная по формуле:

где Lα - длина отрезка угломерной шкалы, отмеряемой от отметки 90° на угломерной шкале, соответствующая величине угла наклона забуриваемого шпура в вертикальной плоскости α;

R - величина радиуса дуги угломерной шкалы, равная расстоянию расположения пластины от шарового шарнира;

α - величина угла забуриваемого шпура в вертикальной плоскости, град.;

при этом угловая шкала проградуирована по формуле:

где Lβ - длина дуги, отмеряемая от отметки 90° на угловой шкале, соответствующая величине угла наклона забуриваемого шпура в горизонтальной плоскости β;

R - величина радиуса дуги угловой шкалы, равная расстоянию расположения пластины от шарового шарнира;

β - величина угла забуриваемого шпура в горизонтальной плоскости, град,

при этом отметка 90° на угломерной шкале и ось шарового шарнира расположены в одной горизонтальной плоскости, а отметка 90° на угловой шкале и ось шарового шарнира - в одной вертикальной плоскости.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к горному делу и предназначено для определения пространственного положения взрывных шпуров. Тренажер глазомерного определения положения буровой штанги относительно забоя состоит из имитатора буровой машины, включающего буровой молоток с буровой штангой, выполненной телескопической с возможностью соединения с шаровой пятой шарового шарнира, закрепленного на плоскости забоя, присоединенной к буровому молотку шарнирно телескопической опоры, соединенной с основанием, размещенного на верхней площадке бурового молотка параллельно его оси угломера, снабженного угломерной шкалой в виде полукруга со стрелкой, а также указателя горизонтальных углов с расположенной на нем линейной угловой шкалой, при этом тренажер дополнительно снабжен закрепленным на буровом молотке по его продольной оси держателем, а также размещенным на плоскости забоя репером, причем репер и держатель взаимосвязаны с указателем горизонтальных углов, а линейная угловая шкала проградуирована по формуле.

Устройство подготовки эксплуатационного персонала энергетического оборудования содержит группы рабочих мест тренинга оперативного, неоперативного, технического и ремонтного персонала, сетевые коммутаторы, ЭВМ расчета модели оборудования, ЭВМ рабочего места управления тренингом, основной коммутатор, ЭВМ базы данных автоматизированной системы управления технологических процессов (АСУТП), блок моделирования аварийных сигнализаций, ЭВМ базы данных предупредительной сигнализации, блок предупредительной сигнализации, блок ранней диагностики аварийной ситуации, модуль обработки и коммутации результатов моделирования, блок управления моделью, блок учебно-методического обеспечения, блок предварительной индексации качества топлива, модуль защит и блокировок, база данных АСУТП, блок обучения персонала техобслуживания и ремонта, модуль телефонных переговоров, модуль теплотехнического, тепломеханического, гидравлического, аэродинамического, электротехнического моделирования, модуль моделирования химводоочистки, модуль пошаговых программ, соединенные определенным образом.

Изобретение относится к области бронетанковой техники и может быть использовано при обучении экипажей объектов бронетанковой техники (БТТ) и при демонстрации тактико-технических возможностей объектов.

Изобретение относится к горному делу и предназначено для определения пространственного положения взрывных шпуров. Технический результат - упрощение конструкции устройства, а также снижение трудоемкости работы при обучении навыкам глазомерного определения направления бурения шпуров.

Группа изобретений относится к способу и системе контроля готовности экипажа космического аппарата (КА) к внештатным ситуациям. Для контроля готовности экипажа к внештатным ситуациям моделируют внештатную ситуацию, определяют готовность космонавтов к внештатной ситуации путем сравнения параметров текущих координат космонавтов, используя излучатели и детекторы инфракрасного излучения, с заданными значениями, Система контроля готовности экипажа содержит средства отображения визуальной информации, блок моделей систем КА, блок управления тренировкой, блок задания внештатных ситуаций, блок задания параметров эталонных действий, блок определения уровня подготовки, блоки излучателей инфракрасных импульсных сигналов, радиоприемные устройства, позиционно-чувствительные детекторы инфракрасного излучения, оптические системы, блоки формирования данных приема инфракрасных сигналов, радиоприемо-передающие устройства, блок формирования команд управления излучением и приемом инфракрасных сигналов, синхронизатор, блок задания расположения детекторов инфракрасного излучения, блок задания параметров оптических систем, блок определения параметров направлений от детекторов на излучатели, блок определения координат местоположений излучателей, блок индикации фиксированных положений космонавтов и блок определения параметров относительного положения излучателей при фиксированном положении, блок определения параметров положения космонавтов, блок анализа и регистрации информации о выполненных действиях космонавтов, блок задания эталонных положений космонавтов, блок моделирования параметров событий нештатных ситуаций, блоки аудиовоспроизведения, блоки аудиозаписей, средства сопряжения радиоустройства с экраном и блоками аудиозаписи и воспроизведения, система обмена данными, соединенные определенным образом.

Изобретение относится к области приводов кинематических систем, используемых, например, для тренажеров полета, а более конкретно к линейным приводам. Линейный привод (2) для перемещения груза (3) содержит стойку (4), связанную с грузом (3) с помощью шарового шарнира, и пластину (6), подвижную в передвижении вдоль оси (5), принадлежащей плоскости основания (9) привода (2).

Изобретение относится к созданию имитационной модели движения транспортных и пешеходных потоков, использующейся в тренажерах для обучения вождению. Техническим результатом является создание высокоточной имитационной модели дорожного движения с возможностью гибкой настройки взаимоотношений между множеством участников дорожного движения.

Изобретение относится к военной области, а именно к тренажерам для обучения стрельбе по движущимся мишеням. Тренажер содержит экран, усилитель, блок обработки, оружие, кинопроектор.

Использование: изобретение относится к гидроакустике и может использоваться в системах подводной цифровой связи в условиях высокого уровня помех от многолучевости распространения акустического сигнала; сущность: защита от помех многолучевости и реверберации достигается применением в передатчике и приемнике синтезаторов сетки синхронно перестраиваемых частот для передачи и приема каждого отдельного бита кодовой последовательности в сочетании с управляющими тактовыми генераторами, осуществляющими байтовую и битовую синхронизацию данных; технический результат: повышенная помехоустойчивость к внутрисимвольной и межсимвольной интерференции акустических лучей при высокой скорости передачи данных и увеличенной дистанционности канала связи.

Изобретение относится к области тренажеров и симуляторов железнодорожного транспорта для обучения машинистов тягового подвижного состава. Тренажер включает в себя блок моделирования с устройством формирования сигналов имитации, модуль модели системы безопасности, модуль рабочего места машиниста с монитором, модуль рабочего места инструктора.

Изобретение относится к горному делу и предназначено для определения пространственного положения скважин. Техническим результатом является повышение точности определения пространственных углов заложения скважин.

Изобретение относится к горному делу и предназначено для определения пространственного положения взрывных шпуров. Тренажер глазомерного определения положения буровой штанги относительно забоя состоит из имитатора буровой машины, включающего буровой молоток с буровой штангой, выполненной телескопической с возможностью соединения с шаровой пятой шарового шарнира, закрепленного на плоскости забоя, присоединенной к буровому молотку шарнирно телескопической опоры, соединенной с основанием, размещенного на верхней площадке бурового молотка параллельно его оси угломера, снабженного угломерной шкалой в виде полукруга со стрелкой, а также указателя горизонтальных углов с расположенной на нем линейной угловой шкалой, при этом тренажер дополнительно снабжен закрепленным на буровом молотке по его продольной оси держателем, а также размещенным на плоскости забоя репером, причем репер и держатель взаимосвязаны с указателем горизонтальных углов, а линейная угловая шкала проградуирована по формуле.

Изобретение относится к буровой технике и предназначено для геонавигации бурильного инструмента и управления его траекторией при проводке скважин в нужном направлении.

Изобретение относится к средствам обеспечения проводки скважины при операциях направленного бурения. В частности, предложен скважинный отклоняющий инструмент, содержащий: корпус скважинного отклоняющего инструмента; отклоняющий механизм для управления направлением бурения подземного ствола скважины; датчики для измерения углового положения подземного ствола скважины; и скважинный процессор.

Изобретение относится к области бурения наклонно направленных и горизонтальных скважин, в частности к определению угловых параметров пространственной ориентации бурового инструмента (азимута, зенитного угла и угла установки отклонителя в апсидальной плоскости).

Изобретение относится к бурению скважин, в частности к средствам отслеживания бурения множества скважин относительно друг друга. Техническим результатом является повышение точности обнаружения магнитного градиента за счет минимизации влияния тока на магнитный градиометр.

Изобретение относится к способу и системе прямого моделирования скважинного изображения свойств пласта. Техническим результатом является повышение эффективности прямого моделирования скважинного изображения свойств пласта.

Изобретение относится к средствам передачи информации из скважины на поверхность. Техническим результатом является повышение эффективности использования поплавкового клапана и снижение затрат энергии на передачу информации по давлению на поверхность.

Изобретение относится к области инклинометрии и может быть использовано в нефте- и газопромысловой геофизике. Достигаемый технический результат - расширение функциональных возможностей инклинометра за счет более высокой точности выработки азимута и обеспечения работоспособности инклинометра в условиях произвольного характера распределения поля в зоне считывания.

Изобретение относится к направленному бурению скважин, в частности к средствам каротажа удельного сопротивления пород в реальном времени. Техническим результатом является повышение точности и информативности о наборе слоев перед буровым долотом по мере перемещения компоновки низа бурильной колонны, что обеспечивает более точное управление направленным бурением.

Изобретение относится к средствам для обеспечения бурения сближенных параллельных скважин. Техническим результатом является обеспечение точного определения расстояния между параллельными скважинами за счет исключения или минимизации влияния различных факторов на электромагнитные сигналы в процессе измерения. В частности, предлагается способ измерения расстояния во множестве скважин. В примере осуществления изобретения множество передатчиков и множество приемников размещены во множестве скважин с целью обмена электромагнитными сигналами. Посредством реализации способа полной компенсации компьютерная система выполняет определение множества компенсированных сигналов. Компенсированный сигнал определяется на основе сигнала, принятого из первой скважины, и второго сигнала, принятого из второй скважины. В другом примере осуществления изобретения первый передатчик размещен в первой скважине, первый приемник размещен во второй скважине и второй передатчик или второй приемник размещен в первой скважине или второй скважине. Посредством реализации способов частичной компенсации компьютерная система выполняет определение компенсированных сигналов. С использованием компенсированных сигналов компьютерная система определяет положение первой скважины относительно второй скважины и предоставляет данные о положении. 6 н. и 31 з.п. ф-лы, 9 ил.
Наверх