DD251198A1

DD251198A1 - PROBE FOR MEASURING THE MOUNTAIN VENEERATION OF MOUNTAIN VENETIAN HOLLOWS

Info

Publication number: DD251198A1
Application number: DD29264086A
Authority: DD
Inventors: Hermann Mehlhorn; Wolfgang Schneider; Walter Hohnstein; Hans-Juergen Becker; Manfred Tueppe
Original assignee: Kali Veb K
Priority date: 1986-07-18
Filing date: 1986-07-18
Publication date: 1987-11-04

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Messung der Gebirgsbewegung um bergmaennische Hohlraeume. Ziel und Aufgabe der Erfindung bestehen darin, eine Vorrichtung zu entwickeln, mit der eine moeglichst ortsgetreue und genaue Bestimmung der Aufblaetterungszone und -geschwindigkeit moeglich ist. Erfindungsgemaess wird diese Aufgabe dadurch geloest, dass eine Sonde zum Einsatz in Bohrungen entwickelt wurde, die aus mehreren gegeneinander in axialer Richtung beweglicher Glieder besteht, wobei die Enden benachbarter Sondenglieder durch je 2 Federbuegel miteinander verbunden sind und auf der Innen- und Aussenseite je eines Federbuegels ein Dehnmessstreifen als Messwertgeber angebracht ist.The invention relates to a device for measuring the rock movement around Bergmaennische Hohlraeume. The aim and the object of the invention are to develop a device with which a possible location-accurate and accurate determination of the Aufblaetterungszone and speed is possible. According to the invention, this object is achieved in that a probe has been developed for use in bores, which consists of several mutually axially movable members, the ends of adjacent probe members are connected by 2 each Federbuegel and on the inner and outer sides of each one Federbuegel a strain gauge is mounted as a transmitter.

Description

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Messung der Bewegung des Gebirges um bergmännische Hohlräume, wie Abbaue, Strecken, Tunnel, untertägige Werkhallen i_oc|_er sonstige Spezialauffahrungen.The invention relates to a device for measuring the movement of the mountains around mining cavities, such as excavations, routes, tunnels, underground workshops i _oc | _he other special abilities.

Characteristic of the known technical solutions

Infolge des herrschenden Gebirgsdruckes ist in untertägigen Hohlräumen immer eine Bewegung des Gebirges in Richtung zum Hohlrauminneren zu beobachten. Diese Bewegung dokumentiert sich bis in unterschiedliche Entfernung von der Hohlraumkontur durch die Bildung von Klüften, die sich ständig verbreitern können.As a result of the prevailing mountain pressure in underground cavities is always observed a movement of the mountains towards the cavity interior. This movement is documented at different distances from the cavity contour through the formation of clefts, which can widen constantly.

Diese Aufblätterung des Gebirges birgt große Gefahren hinsichtlich einer dauernden Zunahme von Firstfällen oder Stoßabklappungen in sich.This fissuring of the mountains involves great dangers in terms of a permanent increase in ridge falls or collapsing flaps.

Im Sohlenbereich treten Hebungen auf, die eine fortlaufende Sohleninstandsetzung erfordern. Zur Beobachtung dieser Gebirgsbewegung existieren zum gegenwärtigen Zeitpunkt verschiedene Verfahren und Vorrichtungen, die mit unterschiedlicher Genauigkeit und technischem Aufwand in vielen Bereichen eingesetzt sind.In the sole area, uplifts occur that require continuous sole repair. For the observation of this rock movement, there are currently various methods and devices that are used with varying degrees of accuracy and technical complexity in many fields.

Das einfachste Verfahren ist der Einsatz sogenannter Fühlhaken. Diese Geräte bestehen nur aus einem Stahlstab mit einem seitlichen Dorn am Ende. Dieser Stab wird in Bohrungen im Konturbereich der bergmännischen Hohlräume hin- und hergeführt, wobei Verhakungen des Doms Hinweise auf entstandene Klüfte sind. Der Mangel dieses Gerätes besteht in der Subjektivität der Beurteilung des Ergebnisses und der Problematik beim Einsatz in hohen oder nicht zugänglichen Stoß- und Firstbereichen.The simplest method is the use of so-called feeler hooks. These devices consist only of a steel rod with a lateral spike at the end. This rod is guided back and forth in holes in the contour area of the mining cavities, with entanglements of the dome being indications of resulting fractures. The lack of this device consists in the subjectivity of the assessment of the result and the problem when using in high or inaccessible shock and ridge areas.

Genauere und objektive Ergebnisse liefert dagegen der Einsatz von Extensometern. Diese Extensometer bestehen aus 3 bis 4 in den Bohrungen verankerten Übertragungsvorrichtungen der Gebirgsbewegungen (Stangen, Drahtseile) bis zum Bohrlochmund, wo verschiedenartige Feinmeßgeräte (Schwingsaitensensoren oder induktive Wegeaufnehmer) installiert werden.More accurate and objective results are provided by the use of extensometers. These extensometers consist of 3 to 4 anchored in the holes transmission of rock movements (rods, wire ropes) to the borehole mouth, where various types of gauges (vibrating string sensors or inductive Wegeaufnehmer) are installed.

Der Nachteil dieser Meßmethoden beruht auf der Begrenztheit der Anzahl der in einem Bohrloch installierbaren Übertragungsvorrichtungen, wodurch eine genaue Ortsangabe der Kluftbildung nicht möglich ist, was jedoch für eine zielgerichtete Beraubung und den Ausbau der Hohlräume bekannt sein muß.The disadvantage of these measurement methods is based on the limited number of installable in a well transmission devices, whereby a precise location of the gap formation is not possible, but this must be known for a targeted robbery and the expansion of the cavities.

Weiterhin können Meßwertverfälschungen durch Temperatureinflüsse auftreten, die durch Verwendung von Materialien mit sehr kleinen Temperaturkoeffizienten möglichst klein gehalten werden.Furthermore, measured value distortions can occur due to temperature influences, which are kept as small as possible by using materials with very small temperature coefficients.

Während das Schwingsaitenverfahren und die induktiven Geber wegen ihres relativ großen Meßbereiches verbreitet Eingang in die meßtechnische Überwachung der Hohlraumkontur von bergmännischen Auffahrungen gefunden haben, ist der Einsatz von Dehnmeßstreifen wegen ihres geringen Meßbereiches (maximal 30 bis 40μηι) zu dem hier untersuchten Zweck nicht üblich.While the Schwingsaitenverfahren and inductive sensors have found widespread use in the metrological monitoring of the cavity contour of mining uprisings due to their relatively large range, the use of strain gauges because of their small range (maximum 30 to 40μηι) for the purpose under investigation is not common.

Das verbreitete Einsatzgebiet von Dehnmeßstreifen ist die technische Überwachung in Industriebetrieben bei der Herstellung hochpräziser Werkstücke oder in der Feinmeßtechnik von Drücken oder Kräften, wo die zu messende physikalische Größe auf die elektrische Widerstandsänderung von Spezialdrähten übertragen wird.The widespread application of strain gages is the technical supervision in industrial enterprises in the production of high-precision workpieces or in the Feinmeßtechnik of pressures or forces, where the physical quantity to be measured is transferred to the electrical resistance change of special wires.

Der Einsatz zur Untersuchung von Gebirgsbewegungen erfordert dagegen die exakte Messung von 0,1 mm bis mindestensThe use for the investigation of rock movements, however, requires the exact measurement of 0.1 mm to at least

Object of the invention

Die Erfindung hat das Ziel, eine möglichst ortsgetreue und genaue Bestimmung der Auf blätterungszone und-geschwindigkeit zu ermöglichen.The invention has the aim to allow a location-accurate and accurate determination of the Aufblasungszone and speed.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die technische Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu entwickeln, mit deren Hilfe die Gebirgsbewegung um bergmännische Hohlräume in einem Meßbereich von 0,1 bis 10 mm und einer genaueren Ortsangabe ermöglicht wird. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe folgendermaßen gelöst: Es wurde eine Meßsonde zum Einsatz in Bohrungen entwickelt, die aus mehreren stabförmigen Gliedern besteht, die außen jeweils ringförmig mit Stahldrahtbürsten ausgestattet sind, die der Verankerung im Bohrloch dienen. Größe und Anzahl der Sondenglieder sind wählbar.The invention has for its object to develop a device by means of which the mountain movement is made possible by mining cavities in a range of 0.1 to 10 mm and a more accurate location. According to the invention, this object is achieved as follows: A probe has been developed for use in bores, which consists of a plurality of rod-shaped members, which are externally provided in each case in an annular manner with steel wire brushes which serve to anchor in the borehole. Size and number of probe elements are selectable.

Die gegeneinander beweglichen Sondenglieder sind zur Stabilisierung untereinander an ihren Trennstellen mit Hülsen versehen, wobei die Hülsen jeweils an einem Ende benachbarter Sondenglieder fest angebracht sind und über das Ende des anderen Sondengliedes übergreifen, so daß eine Abstandsveränderung der Sondenglieder zueinander nicht in lateraler, sondern nur in axialer Richtung möglich ist. Benachbarte Sondenglieder sind an ihren Enden außerdem mit je 2 Federbügeln verbunden, wobei als Meßwertgeber auf der Innen- und Außenseite je eines Federbügels ein Dehmmeßstreifen angebracht ist, so daß sich je nach Anzahl der Sondenglieder eine wählbare Anzahl von Meßstellen ergibt. Zur Durchführung der Messung wird die Sonde in das Bohrloch eingebracht, wo sie durch die an jedem Sondenglied vorhandenen Stahldrahtbürsten verankert ist. Bei Kluftbildung oder -Schließung erfolgt über die Federbügel eine Übertragung der Abstandsänderung zwischen den in axialer Richtung beweglichen Sondengliedern auf die an den Federbügeln angebrachten Dehnmeßstreifen, die in den Dehmeßstreifen eine Änderung des elektrischen Widerstandes auslöst.The mutually movable probe members are provided for stabilization with each other at their separation points with sleeves, wherein the sleeves are respectively fixedly attached to one end of adjacent probe members and engage over the end of the other probe member, so that a change in distance of the probe members to each other not laterally, but only in axial direction is possible. Adjacent probe members are also connected at their ends with two spring clips, with a Diemmeßstreifen is mounted as a sensor on the inside and outside of each spring clip, so that depending on the number of probe members results in a selectable number of measuring points. To carry out the measurement, the probe is inserted into the borehole where it is anchored by the steel wire brushes present on each probe member. In the case of formation of splits or closures, the change in distance between the axially movable probe members on the strain gauges attached to the spring clips, which causes a change in the electrical resistance in the discharge strip, takes place via the spring clips.

Die Messung der Größe der Widerstandsänderung, die Anzeige sowie die Eichung der Meßanordnung erfolgen in an sich bekannterWeise und mit handelsüblichen Geräten.The measurement of the magnitude of the change in resistance, the display and the calibration of the measuring arrangement are carried out in a conventional manner and with commercially available devices.

Durch den Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird erstmals eine genaue Bestimmung der KlufWRißbildung beziehungsweise -Schließung im Konturbereich bergmännischer Hohlräume hinsichtlich Ort, Größe und Geschwindigkeit erreicht, was für die Beraubung und den Ausbau bergmännischer Hohlräume aus bergbausicherheitlicher Sicht Voraussetzung ist.The use of the device according to the invention for the first time an accurate determination of KlufWrißbildung or -schliessigung in the contour area mining cavities in terms of location, size and speed is achieved, which is a prerequisite for the deprivation and expansion of mining cavities from a mining safety perspective.

embodiment

Der Aufbau und die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtungsoll anhand von Figur 1 erläutert werden.The construction and operation of the device according to the invention will be explained with reference to FIG.

In eine Bohrung 1, die von einem bergmännischen Hohlraum 2 ausgestoßen wurde, wird die erfindungsgemäße Vorrichtung 3 mit Hilfe einer Stange eingebracht, die durch die als Hohlglieder ausgeführten Sondenglieder gesteckt wird und nach dem Einbringen der Sonde in die Bohrung herausgezogen wird. Die Sonde ist jetzt durch die Stahldrahtbürsten 4, die ringförmig an jedem Sondenglied angebracht sind, im Bohrloch verankert.In a hole 1, which was ejected from a mining cavity 2, the device 3 according to the invention is introduced by means of a rod which is inserted through the probe members designed as hollow members and is pulled out after the introduction of the probe into the bore. The probe is now anchored in the wellbore by the steel wire brushes 4 annularly attached to each probe member.

Im vorliegenden Fall wurde eine Sonde mit 6 Meßstellen im Abstand von je 15cm verwendet.In the present case, a probe with 6 measuring points at a distance of 15 cm was used.

An den Trennstellen 5 zwischen benachbarten Sondengliedern werden durch einseitig befestigte Hülsen 6 laterale Bewegungen der Sondenglieder gegeneinander verhindert.At the separation points 5 between adjacent probe members 6 lateral movements of the probe members are prevented from each other by one side mounted sleeves.

Benachbarte Sondenglieder werden durch je 2 Federbügel 7 verbunden, wobei jeweils einer der Federbügel innen und außen einen Dehnmeßstreifen 8 trägt, der mit Spezialkleber befestigt wurde.Adjacent probe members are connected by 2 each spring clip 7, wherein each one of the spring clip inside and outside carries a Dehnmeßstreifen 8, which was attached with special adhesive.

Bei Entstehung einer Kluft 9 erfolgt eine Spreizung der Trennstelle im Kluftbereich, die eine Streckung der Federbügel und damit eineÄnderung des elektrischen Widerstandes in den an der betroffenen Trennstelle angebrachten Dehnmeßstreifen hervorruft.When a gap 9 forms a spread of the separation point in the gap area, which causes an extension of the spring clip and thus a change in the electrical resistance in the attached at the separation point strain gauges.

Zur Messung der Widerstandsänderung werden 2 Kompensationsmeßstreifen mit den beiden Dehnmeßstreifen in Vollbrückenschaltung parallel geschaltet. Durch Meßstellenumschalter werden sämtliche Meßstellen der Sonde in festgelegten Zeitabständen abgefragt und die Meßwerte, das heißt die den Widerstandsänderungen in den Dehnmeßstreifen entsprechende Aufblätterung um den bergmännischen Hohlraum erfaßt.To measure the change in resistance, 2 compensation measuring strips are connected in parallel with the two strain gauges in full-bridge connection. By Meßstellenumschalter all measuring points of the probe are queried at fixed intervals and the measured values, that is, the corresponding changes in the resistance changes in the strain gauges detected around the mining cavity.

Meßstellenumschaltung und Meßwertanzeige erfolgt mit handelsüblichen Geräten 10 und 11. Im Ergebnis der Aufblätterungsmessungen wurde festgelegt, daß die Beraubung die Firste des bergmännischen Hohlraumes nicht wie bisher halbjährlich, sondern monatlich vorzunehmen war, da Kluftbildung und Geschwindigkeit der Kluftbildung im konturnahen Bereich über den festgelegten Werten lagen.Measuring point switching and measured value display is carried out with commercially available devices 10 and 11. As a result of the Aufbladeungsmessungen it was determined that the robbery of the ridges of the mining cavity was not twice monthly but monthly, as was the formation of ripples and speed of the formation of ripples in the contour near the specified values ,

Claims

Device for measuring the mountain exfoliation around mining cavities in the form of a probe for use in bores, characterized in that the probe consists of a plurality of rod-shaped members which are externally annularly provided with steel wire brushes, and attached to adjacent probe members each at one end a sleeve is that engages over the end of the other probe member that adjacent probe members at their ends also with each

2 spring clips are connected, wherein on the inside and outside of each spring clip a strain gauge is mounted as a transmitter.

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