CZ8923U1 - Zařízení pro měření a vyhodnocení náklonu mechanismů pro těžbu podzemních prvků - Google Patents

Description

(54) Název užitného vzoru:

Zařízení pro měření a vyhodnocení náklonu mechanismů pro těžbu podzemních prvků

8923 Ul

CZ 8923 Ul

Zařízení pro měření a vyhodnocení náklonu mechanismů pro těžbu podzemních prvků

Oblast techniky

Technické řešení se týká uspořádání zařízení pro měření a vyhodnocení náklonu mechanismů pro těžbu podzemních prvků, například stěn nebo pilot.

Dosavadní stav techniky

V současné době se k měření náklonu drapáku pro těžbu podzemních stěn do hloubek až několika set metrů využívá systémů, které přenášejí údaje náklonu po vodičích do kabiny obsluhy. Obsluha pak na základě těchto dat řídí těžbu tak, aby stěna byla svislá nebo pod požadovaným úhlem. Nevýhodou je skutečnost, že je nutné instalovat kabel pro přenos dat v prostředí, které je pro jeho funkčnost a životnost velmi nepříznivé. Ve skutečnosti z uvedeného důvodu také dochází k poškození a destrukci kabelů. Instalace kabelu zahrnuje též instalaci navijáku kabelu a to vše zvyšuje pořizovací náklady na systém přenosu požadovaných údajů.

Jsou známy i systémy pro dálkový přenos údajů o náklonu drapáku, kdy nejsou popisované kabely zapotřebí. Signál snímače náklonu je zpracován analogově do signálu přenášeného amplitudovou modulací po závěsném laně, na kterém je zavěšen a uchycen drapák pro těžbu podzemní stěny. Protože rýha pro těžbu podzemní stěny je vždy zatopena pažícím výplachem (aby nedocházelo k uvolňování materiálu ze stěn rýhy) a protože během pohybu drapáku dochází ke křížení lan a jejich dotyku s ocelovou konstrukcí drapáku, nastávají při provozu drapáku elektrické zkraty signálů, jdoucích po vodivém laně do kabiny obsluhy. Tím se výrazně snižuje dosah signálu (daný hloubkou stěny) ajeho kvalita (například pro vyslání analogového signálu je třeba až třicetiprocentní rezervy jeho velikosti, aby bylo možno přijatý signál vůbec vyhodnotit). Uvedené systémy pracují spolehlivě pouze do hloubek 30 až 40 metrů, při vyšších hloubkách dochází (v závislosti na složení výplachu a uspořádání kladek na nosníku závěsného lana drapáku) k výpadkům naměřených údajů.

Podstata technického řešení

Nevýhody současného stavu do značné míry odstraňuje nové uspořádání zařízení pro měření a vyhodnocení náklonu mechanismů pro těžbu podzemních prvků, kde na tělese mechanismu, zavěšeném v podzemí na lánech, je upevněn z podzemní baterie napájený blok zpracování signálů, přenášených po závěsných lánech mechanismu do nadzemního bloku obsluhy. Podstata technického řešení spočívá v tom, že blok zpracování signálů sestává z náklonoměru, připojeného svým výstupem ke členu zpracování signálu, který je dále výstupem digitálních dat propojen s prvním modemem. Jeho výstup, který je současně výstupem bloku zpracování signálů, je připojen k bloku podzemního transceiverů, který je funkčně pro přenos digitálně modulovaných dat propojen jeho tělesem volně procházejícím závěsným lanem mechanismu s blokem nadzemního transceiverů, jehož výstup je přes druhý modem spojen s blokem obsluhy. Mechanismus je tvořen drapákem, zavěšeným v podzemí pomocí kladek a alespoň jednoho lana.

Jednou z výhod technického řešení je rozšíření použitelnost zařízení pro měření a vyhodnocení náklonu mechanismů pro těžbu podzemních prvků, která dosud byla omezena velikostí elektrických zkratů mezi závěsnými ocelovými lany mechanismu, kterými procházejí naměřené i povelové signály. Zkraty jsou dány pažicí suspenzí, ve které jsou lana ponořena, dotykem lan s konstrukcí mechanismu a nosných kladek. S ohledem na velkou selektivitu digitálních signálů a kontrolu těchto signálů (ověřování kontrolního součtu jednotlivých naměřených údajů) může být přijímaný signál velmi nízký.

-1 CZ 8923 Ul

Kladky, umístěné mezi blokem podzemního transceiveru a blokem nadzemního transceiveru, jsou z elektricky nevodivého materiálu, například plastu, případně z kovu s elektricky nevodivým pouzdrem. Je tak sníženo riziko elektrických zkratů pro naměřené i povelové signály.

Blok podzemního transceiveru a/nebo blok nadzemního transceiveru sestává z trubky 5 z elektricky izolačního materiálu, na které je nasazena alespoň jedna toroidní cívka, přičemž trubka je na obou svých koncích opatřena čely s vodicími členy. V alespoň jednom z vodicích čel jsou radiálně uspořádány vzájemně od sebe oddělené otěruvzdomé roubíky, které ve směru k ose trubky přečnívají přes náběžné hrany vodicích čel. Roubíky jsou s výhodou ztvrdokovu.

Tvrdokovové roubíky chrání náběžné hrany tělesa transceiveru před otěrem z ocelového lana, které volně prochází plastovou trubkou tělesa. Umožňují též průběžné čištění lana od přichycených hrubších nečistot. Výhodou tohoto uspořádání je, že v oblasti transceiveru nedochází k žádnému elektrickému zkratu signálů a tím se dále zvyšuje dosah použitelnosti zařízení podle technického řešení.

Přehled obrázků na výkresech

Pro bližší vysvětlení je na připojeném obr. 1 vyobrazen formou blokového schématu příklad provedení zařízení podle technického řešení. Na obr. 2 je vnitřní uspořádání podzemního bloku zpracování signálů, který je upevněn na tělese drapáku. Na obr. 3a, 3b je vyobrazeno v částečném řezu v čelním pohledu a půdorysném pohledu těleso podzemního případně nadzemního transceiveru, jehož plastová trubka má na obou koncích čela s vodicími členy s radiálně vsazenými tvrdokovovými roubíky.

Příklady provedení technického řešení

Těleso drapáku 12 pro těžbu podzemních stěn je zavěšeno na dvou ocelových lánech 1, případně jednom laně, prostřednictvím kladek 2. Na drapáku 12 je upevněn blok 3 zpracování signálů, například náklonu drapáku, napětí napájecí baterie, výkonu systému, přítomnosti vody ve vodotěsném ocelovém pouzdru tohoto bloku apod. Blok 3 zpracování signálů sestává z náklonoměru 8, jehož výstup je připojen ke členu 9 zpracování signálu pro k němu připojený první modem Π.. Náklonoměr 8, člen 9 zpracování signálu a první modem 11 jsou napájeny z baterie

10.

Člen 9 zpracování signálu komunikuje s náklonoměrem 8 tak, že si v určitých intervalech vyžaduje údaje o velikosti náklonu drapáku J2 v různých osách a vysílá je do prvního modemu 11 společně s údaji o stavu napájecí baterie 10 a přítomnosti vody ve vodotěsném ocelovém pouzdru tohoto bloku. Tyto údaje na výstupu členu 9 zpracování signálu jsou do prvního modemu 11 přenášeny v digitálním tvaru. V prvním modemu 11 je poté k těmto údajům ještě přidán další údaj o výkonu systému (velikost napětí na vysílací cívce bloku 4 podzemního transceiveru) a kontrolní součet, zajišťující možnost kontroly správnosti přijatých údajů. Údaje jsou z prvního modemu Π. přiváděny na vysílací cívku do bloku 4 podzemního transceiveru, která je navinuta na toroidní jádro, jehož průchozím otvorem volně prochází závěsné ocelové lano 1 drapáku. Data jsou digitálně modulována na nosnou frekvenci 8,125 kHz (v praxi mohou být od 4 do 8,5 kHz) ajsou po ocelovém laně I přenášena do horní, nadzemní části nosníku drapáku 12, kde na uvedeném ocelovém laně I je umístěn v bloku 5 nadzemního transceiveru přijímač v obdobném uspořádání jako v bloku 4 podzemního transceiveru. Signál z nadzemního přijímače směřuje do druhého modemu 6, který vyhodnotí pomocí přijatého kontrolního součtu platnost přijatých údajů. Pokud jsou tyto údaje správné, jsou vyslány z druhého modemu 6 do bloku 7 obsluhy. Jestliže nejsou správné, pak druhý modem 6 si vyžádá zpětnou komunikací opětovné vyslání jednotlivých údajů pro následné opětovné vyhodnocení.

V prvním modemu 11 podzemního bloku 3 zpracování signálů je obsažen též generátor časových impulzů, který při požadavku na opakovaný přenos údajů o náklonu drapáku 12 zajišťuje, aby správný náklon byl vždy spojován se správným údajem hloubky drapáku. V praxi jsou například

-2CZ 8923 Ul každou sekundu vysílány údaje do nadzemního přijímače v bloku 5 nadzemního transceiveru. Pokud údaje v přijímači neodpovídají kontrolnímu součtu, může si přijímač, tentokrát ve funkci vysílače, požádat podzemní vysílač v bloku 4 podzemního transceiveru až desetkrát nebo i častěji za sekundu o opětné zaslání všech jednotlivých údajů. Výhoda spočívá v tom, že lze velmi rychle vyhodnotit správnost a kvalitu naměřených údajů.

Konstrukčně je transceiver v zařízení podle technického řešení tvořen plastovou trubkou 13, která má na obou svých koncích čela 14 (trubka 13 může být do čel 14 zašroubována, případně může být celek zhotoven zastříknutím). Na trubce 13 je nasazena jedna nebo i více cívek ve tvaru toroidu (obvykle jsou to tři cívky) a celek je vodotěsně zalit kaučukem. Ke každému čelu 14 je připevněn vodicí člen 15 průchozího závěsného ocelového lana 1, tvořený například plastovým prstencem, do kterého jsou radiálně vsazeny vzájemně od sebe oddělené (a tím elektricky od sebe izolované) tvrdokovové roubíky 16. Jejich funkce spočívá vtom, že chrání náběžné hrany tělesa transceiveru před otěrem z ocelového lana I, které volně prochází plastovou trubkou 14 tělesa. Roubíky 16 umožňují též průběžné čištění lana 1 od přichycených hrubších nečistot.

Výhodou tohoto uspořádání je, že v oblasti transceiveru nedochází k žádnému elektrickému zkratu signálů a tím se zvyšuje dosah použitelnosti zařízení podle technického řešení.

Použitelnost zařízení pro měření a vyhodnocení náklonu mechanismů pro těžbu podzemních prvků je obvykle omezena velikostí elektrických zkratů mezi závěsnými ocelovými lany 1 drapáku 12, kterými procházejí naměřené i povelové signály. Zkraty jsou dány například pažící suspenzí, ve které jsou lana i ponořena, dále dotykem lan 1 s konstrukcí drapáku a nosných kladek 2. S ohledem na velkou selektivitu digitálních signálů a kontrolu těchto signálů (ověřování kontrolního součtu jednotlivých naměřených údajů) může být přijímaný signál velmi nízký. Může dosahovat až 0,5 % velikosti vysílaného signálu, aniž by to ovlivnilo funkčnost systému. U dosavadních zařízení musela být tato hodnota přijímaného signálu až přibližně 30 % velikosti vysílaného signálu.

Claims (5)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   1. Zařízení pro měření a vyhodnocení náklonu mechanismů pro těžbu podzemních prvků, například stěn nebo pilot, kde na tělese mechanismu, zavěšeném v podzemí na lánech (1), je upevněn z podzemní baterie (10) napájený blok (3) zpracování signálů, přenášených po závěs30 ných lánech (1) mechanismu do nadzemního bloku (7) obsluhy, vyznačující se tím, že blok (3) zpracování signálů sestává z náklonoměru (8), připojeného svým výstupem ke členu (9) zpracování signálu, který je dále výstupem digitálních dat propojen s prvním modemem (11), jehož výstup, který je současně výstupem bloku (3) zpracování signálů, je připojen k bloku (4) podzemního transceiveru, který je funkčně pro přenos digitálně modulovaných dat propojen jeho

   35 tělesem volně procházejícím závěsným lanem (1) mechanismu s blokem (5) nadzemního transceiveru, jehož výstup je přes druhý modem (6) spojen s blokem (7) obsluhy.
2. 2. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že mechanismus je tvořen drapákem (12), zavěšeným v podzemí pomocí kladek (2) a alespoň jednoho lana (1).
3. 3. Zařízení podle nároku 2, vyznačující se tím, že kladky (2), umístěné mezi

   40 blokem (4) podzemního transceiveru a blokem (5) nadzemního transceiveru jsou z elektricky nevodivého materiálu, například plastu, případně z kovu s elektricky nevodivým pouzdrem.
4. 4. Zařízení podle některého z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že blok (4) podzemního transceiveru a/nebo blok (5) nadzemního transceiveru sestává z trubky (13) z elektricky izolačního materiálu, na které je nasazena alespoň jedna toroidní cívka, přičemž

   45 trubka (13) je na obou svých koncích opatřena čely (14) s vodicími členy (15), kde v alespoň

   -3 CZ 8923 UI jednom z vodicích čel (15) jsou radiálně uspořádány vzájemně od sebe oddělené otěruvzdomé roubíky (16), které ve směru k ose trubky (13) přečnívají přes náběžné hrany vodicích čel (15).
5. 5. Zařízení podle nároku 4, vyznačující se tím, že roubíky (16) jsou z tvrdokovu.