CS274164B1

CS274164B1 - Structural geological measuring instrument with graphical recording

Info

Publication number: CS274164B1
Application number: CS466987A
Authority: CS
Inventors: Josef Rndr Ing Csc Dudek
Original assignee: Dudek Josef
Priority date: 1987-06-23
Filing date: 1987-06-23
Publication date: 1991-04-11
Also published as: CS466987A1

Abstract

The design concerns the meter suitable for measurement and graphic recording of spatial orientation of geological structures. The meter consists of four basic parts, i.e. application part (1), recording part, suspension part (2) and orientation part (3). The principle of the design concerning the structure-geological meter lies in the fact a tooth wheel (8) is attached to the second end of the arm (5) of the application part (1) and it fits with its tooth system into the tooth gear assembly (30), whose lower gear close-connects with a cored bar (13) with a telescopic arm, whose end is equipped with a recording device (14). The recording device (14) is interconnected by means of a cable release (15) with the actuating element (16), which is located on the arm (5). The axes of the transmission system are mounted in the casing (9), which forms the joint between the application part (1) and suspension part (2), which is arranged in the radial bearing (45) and is connected rotationally with the suspension (17) of a kettle shape. The suspension is equipped in its lower part with a half-casing (18) where the pivot (22) with a rotary head (24) is pivoted, while the pivot (22) is close-connected with the record carrier (46) in the shape of a hemisphere being situated inside the suspension (17).<IMAGE>

Description

Vynalez se týká strukturně geologického měřidla s grafickým záznamem, které řeží konstrukci měřidlo pro spolehlivé měření prostorové orientace strukturně geologických prvků se současným grafickým zóznamenáním výsledků měření ve formě bodových strukturních diagramů.The invention relates to a structural-geological measuring instrument with a graphical record which solves the construction of a measuring instrument for reliable measurement of spatial orientation of structural-geological elements with simultaneous graphical recording of measurement results in the form of point structural diagrams.

Dosud se k strukturně geologickému měření ve volném terénu běžně používají geologické kompasy různých provedení, jejichž společným znakem je tvar nízkého hranolu čtvercového nebo obdélníkového půdorysu, který ve vodorovné poloze, zajištěné pomocí libely, přikládáme příslušnou hranou k měřeným strukturním plochám. V prostředích s ovlivněným geomagnetickým polem, tj. například ve vystrojených důlních dílech, je však aplikace geologického kompasu nevhodná. Pro měření v takových podmínkách byl určen Kbarkův diaptergoniometr tvořený poloviční úhloměrnou stupnicí o otočným ramenem s libelami a dvěma kolmo k rameni připevněnými drobnými trasírlcami. Z důvodu přílišné časové a personální náročnosti měření s dioptergoniometrem, které lze realizovat pouze ve sijojení s teodolitem obsluhovaným druhou osobou, je používání tohoto přístroje spíše výjimečné.Until now, geological compasses of various designs have been commonly used for structural geological measurements in open terrain, the common feature of which is the shape of a low prism of square or rectangular ground plan, which in horizontal position secured by a vial. However, the application of a geological compass is inappropriate in environments with affected geomagnetic fields, eg in well-equipped mine workings. For measurement under such conditions, a Kbark diaptergoniometer consisting of a half-protractor scale with a swivel arm with vials and two perpendicular transducers attached to the arm was determined. Due to excessive time and personnel demands of dioptergoniometer measurements, which can be realized only in conjunction with theodolite operated by the other person, the use of this device is rather exceptional.

V současné době nejvhodnějším přístrojem se jeví univerzální strukturně geologické měřidlo podle čs. autorského osvědčení č. 247810, které se vedle univerzální použitelnosti ve vystrojených důlních dílech i ve volném terénu vyznačuje řadou ještě dalších výhod proti geologickým kompasům i dioptergoniometru, zejména se jedná o potřebu pouze jediného přiložení přístroje při měření směru i sklonu strukturního prvku a dále o možnost měření i nad horizontem očí pracovníka, ve stropě důlního díla a podobně. Univerzální strukturně geologické měřidlo sestává ze tří navzájem točně spojených částí, a to příložné, závěsné a orientační, jejichž vzájemné úhlové vztahy, odečtené na úhloměrných stupnicích představují údaje o prostorové orientaci planárnich a lineárních strukturně geologických prvků. Vertikální úhel sevřený příložnou částí, jejíž příložku přikládáme k měřenému strukturnímu prvku, a závěsnou částí, jejíž osa se samovolně uvede do svislé polohy, vyjadřuje sklon strukturního prvku. Horizontální úhel, sevřený příložnou částí ε orientační částí uvedenou do známého směru, například směru osy důlního díla, představuje úhel sevřený strukturním prvkem a známým směrem. Po předchozím jednorázovém nastavení hodnoty azimutu známého směru lze přímo odečítat azimuty měřených směrů strukturních prvků. Zabudovaná magnetická střelka může v případě nepřítomnosti rušivých magnetických vlivů sloužit k samostatnému měření azimutů strukturních prvků.At present, the most suitable instrument appears to be a universal structural-geological measuring instrument according to MS. No. 247810, which, besides universal applicability in well-prepared mine workings as well as in the open terrain, is characterized by a number of other advantages over geological compasses and dioptergoniometers, in particular the need for a single application of the instrument when measuring the direction and inclination of a structural element. measurement above the eye horizon of the worker, in the ceiling of the mine and so on. The universal structural-geological measuring instrument consists of three interconnected parts, namely attachment, suspension and orientation, whose mutual angular relations, read on the protractor scales, represent data on spatial orientation of planar and linear structural-geological elements. The vertical angle between the clamping part, the clamping part of which is attached to the structural element being measured, and the hinged part, whose axis spontaneously moves to the vertical position, expresses the inclination of the structural element. The horizontal angle enclosed by the contact portion ε by an orientation portion in a known direction, for example the direction of the mine axis, represents the angle enclosed by the structural element and the known direction. After a one-time adjustment of the azimuth value of a known direction, the azimuths of the measured directions of the structural elements can be read directly. The built-in magnetic latch can be used to measure the azimuth of the structural elements in the absence of interfering magnetic effects.

Nevýhodou všech výše uvedených přístrojů je nutnost odečtu a zápisu změřených číselných hodnot horizontálních a vertikálních úhlů a jejich dodatečného kancelářského zpracování ve formě strukturních diagramů.The disadvantage of all the above mentioned instruments is the necessity to read and write measured numerical values of horizontal and vertical angles and their additional office processing in the form of structural diagrams.

Uvedenou nevýhodu odstraňuje strukturně geologické měřidlo s grafickým záznamem podle vynálezu, přičemž toto měřidlo je tvořeno příložnou částí, sestavenou z ramene, na jehož jednom konci je vytvořeno radiální ložisko, ve kterém je k rameni točně a kolmo připojena příložka, dále závěsnou částí, tvořenou závěsem s naspodu vytvořeným polopouzdrem ložiska pro připojení mechanismu pro optické zaměření, u kterého podstata spočívá v tom, že na druhém konci ramene je připevněno ozubené kolečko, které zapadá svým ozubením do ozubeného soukolí a s jeho dolním ozubeným kolečkem je pevně spojena dutá tyč s teleskopicky výsuvným raménkem na konci opatřeným záznamovým zařízením propojeným prostřednictvím drátěné spouště s ovládacím prvkem umístěným na rameni. Osy soustavy ozubeného převodu jsou uloženy v pouzdru, které tvoří spoj mezi příložnou a závěsnou částí o které je osazeno v radiálním ložisku a ke kterému je točně připojen závěs kotlovitého tvoru. Závěs je opatřen ve své spodní části polopouzdrem, v němž je točně uložen čep s točnou hlavou, pevně spojený s nosičem záznamu tvaru polokoule situovaným uvnitř závěsu. Polopouzdrem je veden aretační prostředek pro fixaci polohy nosiče záznamu vůči závěsu. V horní části závěsu je upraven aretační prostředek pro fixaci pouzdra.This disadvantage is overcome by a structural geological meter with a graphical record according to the invention, which meter consists of a clamping part made of an arm, at one end of which a radial bearing is formed in which a clamp is pivotally connected perpendicularly to the arm. with a bottom half-housing of the bearing for attaching the optical sighting mechanism, the principle being that at the other end of the arm a toothed wheel is attached which fits into the gear with its toothing and its hollow rod is firmly connected with a hollow rod with a telescopically extending arm at the end provided with a recording device interconnected by means of a wire trigger with a control element located on the arm. The axes of the gear transmission system are housed in a housing which forms the connection between the contact and suspension part about which it is mounted in the radial bearing and to which the hinge of the boiler-shaped element is connected in turn. The hinge is provided at its lower part with a semi-housing in which a turntable pin is rotatably mounted, fixedly connected to a hemisphere-shaped record carrier situated within the hinge. A locking means for fixing the position of the record carrier relative to the hinge is guided through the semi-housing. In the upper part of the hinge there is a locking means for fixing the sleeve.

GS 274164 BlGS 274164 Bl

Výhodou měřidla podle vynálezu je, že výstupem je bodový strukturní diagram vykreslený na připevněné výměmé zobrazovací polokouli s vyznačenou sítí poledníků a rovnoběžek, přičemž jednotlivé body představují průsečíky lineárních strukturních prvků, respektive normál nebo spádnic planárních prvků, proložených středem koule, s touto spodní polokoulí. Důsledkem toho je možnost průběžné kontroly měření, sledování strukturních vztahů již v terénu a podstatné zkrácení pracovního postupu při zpracování strukturních diagramů jako jednoho z nejdůležitějších podkladů k řešení geologické stavby a vývoje zájmových území. Uvedené znalosti rozhodují o efektivnosti nejen geologického výzkumu a průzkumu, ale i vlastni těžby nerostných surovin a podobně. Přednosti měřidla vyniknou zejména při velkých souborech stejnocenných strukturních prvků, jejichž prostorová orientace se hromadně změří a statisticky vyhodnotí. Další zhodnocení údajů o prostorové orientaci strukturně geologických prvků lze provést bu5 ručním zpracováním konturových diagramů atd., anebo lépe prostřednictvím vhodné výpočetní techniky, která zajistí převod údajů z bodového diagramu do digitální formy schopné dalšího matematického zpracování včetně vykreslení konturových strukturních diagramů. Na připojeném výkrese je znázorněno schematicky strukturně geologické měřidlo s grafickým záznamem podle vynálezu.An advantage of the meter according to the invention is that the output is a point structure diagram drawn on a fixed interchangeable imaging hemisphere with a grid of meridians and parallel lines, each point representing the intersections of linear structural elements or normal or gradient of planar elements intersected by the center of the sphere with this lower hemisphere. The consequence of this is the possibility of continuous monitoring of measurements, monitoring of structural relations already in the field and a substantial reduction of the workflow during the processing of structural diagrams as one of the most important documents for the solution of geological construction and development of the areas of interest. This knowledge decides on the effectiveness of not only geological research and exploration, but also the actual mining of minerals and the like. The advantages of the gauge stand out especially in large sets of identical structural elements, whose spatial orientation is mass measured and statistically evaluated. Further evaluation of spatial orientation data of structural geological elements can be carried out either by manual processing of contour diagrams, etc., or better by means of suitable computer technology, which will ensure the conversion of data from point diagram to digital form capable of further mathematical processing. The accompanying drawing shows schematically a structural geological meter with a graphical record according to the invention.

Strukturně geologické měřidlo sestává ze čtyř základních částí, a to příložné 1, záznamové i závěsné 2a orientační 3. Příložnou část tvoří příložka 4, která přechází v pouzdro 6 ložiska, čep 7 ložiska představuje upravený konec ramene 5 kolmého k příložce 4 a pevně spojeného s prvým ozubeným kolečkem 8 a spolu s ním otočného kolem osy, jejíž konce jsou točně uloženy ve stěnách pouzdra 9 náležejícího již k závěsné části 2 přístroje. Ozubené kolečko 8 zapadá svým ozubením do ozubeného soukolí 30, s jehož dolním ozubeným kolečkem je pevně spojena dutá tyč 13 záznamové části s teleskopicky výsuvným raménkem na konci opatřeným záznamovým zařízením 14 propojeným prostřednictvím drátěné spouště 15 s ovládacím prvkem 16 umístěným na rameni _5_. Pouzdro 9 je zasazeno v radiálním ložisku 45 a kolem pouzdra 9 se otáčí závěs 17 kotlovitého tvaru, jehož spodek je upraven v polopouzdro 18 ložiska, přičemž závěs 17 je opatřen indexy. Orientační část 3 tvoří nosič záznamu 46, tvaru polokoule, s výhodou průhledné, opatřené úhloměrnou stupnicí a úchyty 25 pro připevnění výměnné zobrazovací polokoule s vyznačenou sítí poledníků a rovnoběžek, kde nosič záznamu 46 je naspodu vyveden v čep 22 otočný v polopouzdru 18 ložiska a na konci čepu 22 je připevněna točná hlava 24. K polopouzdru 18 je prostřednictvím nosiče 47 připojen mechanismus pro optické zaměření, složený z několika prvků. K nosiči 47 je ve svém těžišti točně připojen unášeč 48 s točně uloženým rámem 49 a nesoucí zrcátko 40 otočné kolem osy 41 a vyvážené protizávažím 50. Naspodu unášeče 48 je připevněn koliraátor 39 nebo dioptr nebo magnetický usměrňovač, v pokračování jehož osy je situována reflexní ploška 51 ve svém těžišti točně připojena k držáku 52. Mechanismus pro optické zaměření je vybaven dělenou stupnicí 53 a indexem 54 nebo vernierem pro nastavení sklopení unášeče 48. Měřidlo je dále upraveno tak, že polopouzdrem 18 je veden aretační prostředek 28 pro fixaci polohy nosiče záznamu 46 ve tvaru polokoule, na níž je připevněna výměnná zobrazovací polokoule, vůči závěsu 17 opatřenému indexy. V horní části závěsu 17 je upraven aretační piOstředek 29 pro fixaci pouzdra 9.The structural geological gauge consists of four basic parts, namely the attachment 1, recording and suspension 2a orientation 3. The attachment part is formed by the shim 4 which passes into the bearing bush 6, the bearing pin 7 represents a modified end of the arm 5 perpendicular to the shank 4 firmly connected to the axes, the ends of which are rotatably mounted in the walls of the housing 9 already belonging to the suspension part 2 of the apparatus. The toothed wheel 8 fits with its toothing into a gear 30, with the lower gearwheel being rigidly connected to the hollow rod 13 of the recording portion with a telescopically extending arm at the end provided with a recording device 14 connected via a wire trigger 15 to an actuator 16 located on the arm 5. The housing 9 is mounted in a radial bearing 45 and a boiler-like hinge 17 is rotated about the housing 9, the bottom of which is provided in the bearing half-housing 18, the hinge 17 being provided with indexes. The orientation portion 3 comprises a hemisphere-shaped record carrier 46, preferably transparent, provided with a protractor scale and mounts 25 for attaching a replaceable imaging hemisphere with a network of meridians and parallels, wherein the record carrier 46 extends underneath the pin 22 rotatable in the bearing semicase 18. A turntable 24 is attached to the end of the pin 22. The optical targeting mechanism, composed of a plurality of elements, is attached to the semi-housing 18 via the support 47. A carrier 48 with a rotatably mounted frame 49 and bearing a mirror 40 rotatable about an axis 41 and balanced by a counterweight 50 is rotatably coupled to the carrier 47 at its center of gravity. At the bottom of the carrier 48 a collector 39 or diopter or magnetic rectifier is mounted. 51 at its center of gravity attached to the holder 52. The optical alignment mechanism is provided with a graduated scale 53 and an index 54 or vernier for adjusting the tilt of the carrier 48. The gauge is further arranged such that the locking means 28 is guided through the housing 18 to fix the position of the record carrier 46 in the form of a hemisphere on which a replaceable imaging hemisphere is attached to the index hinge 17. In the upper part of the hinge 17 is provided a locking means 29 for fixing the housing 9.

Funkce měřidla podle vynálezu spočívá v tom, že vzájemné úhlové vztahy, vyjádřené polohou záznamového zařízení 14 na výměnné zobrazovací polokouli představují údaje o prostorové orientaci strukturně geologických prvků. Vertikální úhel sevřený příložnou částí, jejíž príložku 4 přikládáme k měřenému strukturnímu prvku, a závěsnou částí, jejíž osa se samovolně uvede do svislé polohy, představuje sklon strukturního prvku, vyjádřený vzdáleností záznamového zařízení 14 od pólu výměnné zobrazovací polokoule připevněné na nosiči záznamu 46. Správné vyznačení azimutu směru strukturního prvku na výměnné zobrazovací polokouli je podmíněno předchozím jednorázovým stočením nosiče záznamu 46, opatřeného úhloměrnou stupnicí, oproti indexu na závěsu 17 o úhlovou hodnotu odpovídající, hodnotě azimutu vztažného směru, tj. například osy důlního díla a podobně.The function of the meter according to the invention is that the relative angular relationships, expressed by the position of the recording device 14 on the interchangeable imaging hemisphere, represent data on the spatial orientation of the structural geological elements. The vertical angle gripped by the contact portion, the enclosure 4 of which is attached to the structural element being measured, and the hinge portion, the axis of which spontaneously moves vertically, represents the inclination of the structural element. the indication of the azimuth direction of the structural element on the interchangeable imaging hemisphere is conditioned by the previous one-time curl of the record carrier 46 provided with the protractor scale, relative to the index on the hinge 17 by an angular value corresponding to the azimuth value of the reference direction, e.g.

JJ

CS 274164 BlCS 274164 Bl

Měřidlo podle vynálezu je vhodné k měření a grafickému záznamu prostorové orientace geologických struktur.The meter according to the invention is suitable for measuring and graphical recording of spatial orientation of geological structures.

Claims

1. A structurally geological gauge with a graphical record consisting of a contact part dropped from an arm, at one end of which a radial bearing is formed in which a shim is connected to the arm in a vertical and perpendicular manner; An optical focusing mechanism, characterized in that at the other end of the arm (5) a toothed wheel (8) is attached, which by its toothing engages in a gear (30) with a lower toothed wheel fixedly connected to a hollow rod (13) with a telescopically extending arm at the end provided with a recording device (14) connected by a wire trigger (15) to an actuator (16) located on the arm (5), the axes of the gear assembly being housed in the housing (9) (1) and a suspension part (2) and fitted in a radial bearing (4 5) to which a hinge-shaped hinge (17) is rotatably connected, provided with a semi-sheath (18) in the lower part, in which a pivoting pin (22) with a rotating head (24) is fixedly connected to the hemisphere recorder (46). located within the hinge (17).

Structure-geological gauge according to Claim 1, characterized in that the locking means (28) for fixing the position of the record carrier (46) relative to the hinge (17) is guided through the semi-shell (1S).

Structure-geological measuring device according to Claims 1 and 2, characterized in that a locking means (29) for fixing the housing (9) is provided in the upper part of the hinge (17).