Przedmiotem wynalazku jest sposób prowadze- iiia wiertnicy w wybranej warstwie ziemi, zwlasz¬ cza w pozicimyclh pokladach wegla.Znany jest z opisu patentowego Stanów Zjed^ nocizonyCh Ameryki no: 3 853 185 sposób poziomego 5 powadzenia wieritnicy, w którym wykorzystuje sie metody obliczeniowe do prowadzenia wiertnicy równolegle do wczesniej wywierconego otworu o iznanyim ipolozeniiu ii kierunku. Otwory "takie wierci sie okresowo w poziomych pokladach weigia na 10 •dlugosci 300 ni i wiecej, o ile ipozwalla na to ge^ omeltiria zloza dlla uwoGinienia lub kontrolowania ofbecnosdi metanu przed urzadzeniem górniczym.Znane jest z opisu patentowego Stanów Zjed- noczonyah Aimeryki nr 3 922 015 wykorzystywanie 15 otworów pilotujacych do aiutiomatyciznej kontroli prowadzenia wiertniicy. Podobny sposób przedsta¬ wiono w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki."mir 3 907 045.Znane jest równiez z opisu patentowego Stanów 20 Zjednoczonych Ameryki nr 3 823 787 wykorzysta- niie zjawiska detekcji promieniowamia zródla, umie- szczonelgo wraz z detektorem na urzadzeniu wiert- ndcizym. (Promieniowanie oddzialywujac na powierz- cJhrcie pnzyilegialjaca otaczajacej warstwy pozwala na uzyskiwanie .danych dla sterowania kierun¬ kiem pnowadzenlia wiertnicy.Celem wynalazku jest opracowanie sposobu pro¬ wadzenia wiertnicy, który nie wymaga uprzednie- go odwiercenia otworu i innego zródla energii 30 25 niz naturalnie istniejace promieniowanie gamma wynikajace z aktywnosci srodowiska oraz zapew¬ niajacego sterowanie prowadzeniem wiertnicy przy prostej kalibracji urzadzenia, zarówno recznego jak i automatycznego, dla umozliwienia kontroli za¬ wartosci metanu adbo prowadzenia maszyny gór¬ niczej pnzez poklady podziemne wegla.Cel wynalazku osiagnieto przez opracowanie sposobu prowadzenia wiertnicy, w którym wyko¬ nuje sie wiercenie w wybranej warstwie ziemi na pierwsza glebokosc, mierzy sie wielkosc promie- niowania gamma na wiertnicy, 'dla wprowadzenia wzorcowego odczytu, a nastepnie wierci sie na za- 'dana odleglosc poprzez wyibrana warsitwe, prizy czym prowadzi sie wiertnice utrzymujac wzorco¬ wy odczyt licznika na przyblizionym tym samym odczycie wyjsciowym. Pierwsze wiercenie wyko¬ nuje sie na pierwsza glebokosc dostateczna, dla zmierzenia naturalnego promieniowania gamma bez oddzialywania promieniowania zewnetrznego.Odczytuje sie zliczone na pierwszej glebokosci pro¬ mieniowanie gamma, 'dla ustalenia absoribcji pro¬ mieniowamia w pokladzie wegla w wybranej od¬ leglosci od przylegaej war sitwy lupka i steruje sie postepowo skokiem oraz nachyleniem wiertnicy, ¦dla utrzymania zdiczen promieniowania gamma w izakreie zaidanyclh wartosci granicznych. Porównuje sie nieprzerwanie odczytywane zliczenia promie- niiiowania gamma i zadane wartosci (graniczne, dla automatycznego sterowania usytuowaniem wiertni- 121 3043 121304 cy, przy czym steruje sie wiertnice zgadnie ze wskazarriaima licznika promieniowania gaarmia, w które uzyskuje sie na oddalonej pozycji roboczej. iPrzedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przy- ikladzie wykonania na; rysunku, na którym fig. 1 przedstawiia prowadzenie wiercenia w podziem¬ nej warstwie schematycznie, fig. 2 — wiertnice w wddokiu z boku, fig." 3 — szczegól wiertnicy jak na ifiig. 2 z pojedynczym detektorem promieniowa- nia w przekroju, scihematyczniie, fig. 4 — szczegól wiertnicy jak na fig. 2 z dwoma detektorami pro¬ mieniowania, schematycznule, fig. 5 — wykres wska¬ zan licznika [promieniowania gamma wegla atfbo lupku, przy pomiarach w wybranymi pokladzie ^KBjgla, fig. 6 — wykres zliczen promieniowania IgHPCMma, na^monute w zaleznosci od odleglosci od Jspajgu lupku przybywajacegio poklad wegla, dla i pokladu wegla, odniesiony do fig. 5, fig. 7 — ob- l wx3^*-s*enowania iwaefltnicy, scnematyczniie, fig. 8 t — ^ffi^^mafr Arit&dnf oibwodów sterowania wiertnicy.W sposobie prowadzenia wiertnicy wykorzystuje sie naturalne promieniowanie albo promieniowanie gamma, które wystepuje w zlozach mineralnych towanzyszacydh zlozom wegla. Prawie zawrze sa to warstwy lupków usytuowane nad i/allbo pod po¬ kladami wegla, przy czym zloza lupków zawieraja materialy (bedace zródlem promieniowania gamma.Materialami tymi jest zwykle ura&, tor i potas —40, przy czym ich obecnosc zostala stwierdzona w prawie wszystkich zlozach lupków, (które to¬ warzysza pokladom wegla. Amerykanski Instytut Naftowy ustafldl wzorzec jednostki radioaktywnosci, dla potrzeb karotazu studziennego, jaka stwierdzo¬ no w iprzecietnym wystepujacym w iregionie srod- towo-^zadhodnriim lupku, który stanowi 6—7 czastek na milion uranu w postaci U3Oa, 12 czastek na milion toru i 2% potasu. Przy naturalnym wystepo¬ waniu (potasu —0,0118% stanowi radioaktywny po¬ tas —40. Powyzsze materialy zapewniaja wystepo¬ wanie naturalnego promieniowania gamma.Plnamdeniowande gamma oddzialywuje na ma¬ terie poprzez rozproszenie Oomptona, zjawisko fo- (boetóktryozne i tworzenie par elektronów. Jedna z podstawowycfh cech promieniowania gamma jest to, ze jest absorbowane w sposób logarytmiczny albo wykladniczy. Istnieje prawdopodobienstwo za- trzymania czesci. pfromtemowania gamma, zgodnie z prawem rozpadu (promieniotwórczego, przez ma¬ terial , absorbujacy o okreslonej grubosci, bez wzgledu na intensywnosc wstepnego promienio- wama, \Rozdom zlozonego promieniowania gamma, w dowolnym danym punkcie pokladu wegla, jest suma intensywnosci ponomieniowania otrzymywane¬ go z Ikmlfcu zródel. Wszystkie sasiednie warstwy maja udzial i*kazdy skladnik spelnia eksperymen¬ talnie sprawdzony wzór: C8 = Cfe gdzie Cg — intensywnosc promieniowania odpo¬ wiednio do danego skladnika w punkcie pomiaru; Cf —intensywnosc proniieniowania pewnego sklad¬ nika na powierzchni rozdzialu poszczególnych mi¬ neralów w zlozu wegla; e — podstawa logarytmu naturalnego; a — stala charakterystyczna dla pe¬ netrowanego materialu pokladu wegla; x — od¬ leglosc od odpowiedniej .powierzchni rozdzialu lup- ku i wegla do (polozenia czujnika.W sposobie wedlug wynalazku prowadzeniem .wiertnicy isteruje sie zgodnie z wstepna kalibracja, która uwzglednia warunki lokalne i laczy w tym poziomie odniesienia wszystkie otaczajace sklado- 10 we zródla promieniowania. Poziom odniesienia dla wstepnej kalibracji rózni sie w kazdym zastoso¬ waniu do wybranego pokladu wegla, jesli beda zróznicowania promieniowania odipowiednio do lupku i jego usytuowania w spagu albo nakladzie, 15 róznic wspólczynnika absorbcji promieniowania po¬ szczególnych pokladów wegla, przy czym obecnosc pasm lupka w pokladzie wegla wprowadza dalsze róznice w poziomie odniesienia. Zasadniczo w kaz¬ dym przypadku konsystencja poszczególnego miej- 20 sca pckladu lupka albo wegla, umozliwia na pra¬ widlowe wstepne nastawienie wartosci odniesienia wskazan licznika i dzieki temu prowadzi sie wiert¬ nice w zadanej odleglosci od 'powierzchni roz¬ dzialu. 25 Urzadzenie prowadzace wiertnice pracuje w czesci chodnikowej kopalni 10, która jest ograni¬ czona od czola przodkiem 12 w pokladzie 14 we¬ gla o okreslonej dlugosci i zróznicowanej glebo¬ kosci (fig. 1). Poklad 14 wegla jest przykryty stro- 3Q pam, który tworzy warstwa 16 lupku podzielona plaszczyzna 18 rozdzialu, zas spag tworzy warstwa 20 lupku przedzielona plaszczyzna 22 rozdzialu.Urzadzenie wiercace otwór pilotujacy jest ste¬ rowane za pomoca zespolu 24 sterowania polozeniem 35 roboczym i dziala w kierunku strzalki 26 dla prowadzenia wzdluz kalibracyjnego otworu 28 i ciaglego pilotujacego otworu 30. Znane sa rózne urzadzenia do wiercenia otworów pilotujacych, iprzy czym w urzadzeniu wedlug wynalazku zasto- 40 sowano urzadzenie pilotujace wyposazone w czuj¬ niki promieniowania gamma znane z opiisu zglo¬ szeniowego Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 891679.Wiertnica 32 ma urzadzenia sterujace polaczo- i5 me linia 34 sterowania z zespolem 24 sterowania polozeniem roboczym. Wiertnica 32 zawiera po¬ nadto zespól 36 wyciagowy polaczony sztywno, za ipomoca wiertniczej zerdzi 38, z zespolem 40 mo¬ cujacym polaczonym, za (pomoca wiertniczej zerdzi M 38, z zespolem 42 wiercacym, majacym przedni wyjsciowy wal 44 i glowice 46 wiertnicza.Wiertnica 32 jest samobieznym zespolem wiert¬ niczym praystcteowanym do kierunkowego stero¬ wania wierceniem przy odpowiednim oprzyrzado- K waniu. Zespól 42 wiercacy zawiera rolkowy ze- $pól 43 sterowania^vsilnik 50, zespól 52 odchylania oraz sekcje SI oprzyrzadowania sterujacego. Zespól 24 sterowania polozeniem roboczym wiertnicy 32 jest polaczony za pomoca elektrycznego przewodu 60 z silnikiem 50 wiertnicy. Przewód 56 hydrau¬ liczny podaje cisnienie sterujace do silnika 50 a hydrauliczny przewód 38, majacy trzy weze, za¬ pewnia sterowanie zespolem utrzymujacym i od- ohylajacym. 55 Stosujac sposób wedlug wynalazku decyzje o* 121 304 * usytuowaniu otworu wiertniczego w poszczególnych pokladach iwegla .podejmuje sie majac dane o usy¬ tuowaniu zloza wegla oraz o orientacji pokladu.Nastepnie unuchaimia sie wiertnice 32, która prze¬ suwa sie w kierunku strzalki 26 w kalJbracyjnym otworze 28 na odleglosc 1 m aDbo na odleglosc dostateczna, dda iwyeliminowania izewnetirznych efektów promieniowania gamma majacych miejsce w -powietrzu albo w caliznie wegla, w przodku 12.W punkcie 'tym, odczytuje sie wskazanie licznika promieniowania "gamma, w zespole 24 sterowania polozeniem roboczym i w pcilaczeniu ze znana geometria pokladu 14 wegla kalibiruje sie wstepnie wiertnice 32, -dla izapewnienia odczytu odniesienia ^promieniowania gamma w odleglosci od jednej z wybranych powierzchni 18 alto 22. W pewnych przypadkach obie powierzchnie sa wykorzystywa¬ ne dla kalibracji i oidzialywuja na licznik pro¬ mieniowania gamma.Po wstepnej kalibracji wiertnica 32 jest ste¬ rowana iprzez zespól 24 isterowania i poprzez po- iklad 14 wegla na odleglosc kilkudziesieciu metirów wzdluz otworu wiertniczego, uwidocznionego prze¬ rywana linia 30, Wierceniem na wymagana pelna glebokosc steruje operator na podstawie odczytów promieniowania albo automatyczne urzadzenie sterujace, Iktóre porównuje w sposób ciagly war¬ tosci promieniowania z uprzednio ustalonymi zakre¬ sem wartosci, idokonujac koniecznych korekt kie¬ runku prowadzenia wiertnicy 32. Uklad automa¬ tycznego sterowania jest sterowany za (pomoca komputera mikroprocesorowego, w którym odczy¬ ty wan-osci promieniowania sa porównywane w sposób ciagly z nastawionym zakresem wartosci promieniowania^ i który dokonuje korekty zada- nyc\h wartosci oraz steruje wiertnica 32.W uklacizie automatycznego sterowania wiertnica 32 uwzglednia sie fakt, ze detekcja promieniowania ma miejsce, albo z jednego kierunku, albo z sze¬ regu kierunków wzgledem wiertnicy 32. Na fig. 3 przedstawiono isekcje 54 instrumentów zespolu 42 wiercacego, w którym pojedynczy detektor 62 scyntylacji jest wykorzystany w jego radialnie najwiekszym zakresie widzenia. Detektor 62 pro¬ mieniowania gamma jest dowolnym znanym detek¬ torem scyntylacyjnym promieniowania gamma, po¬ wszechnie dostepnym w handlu, korzystnie uwzglednia sie uklad detekcji iiinny niz scyntyilacja sodowo-jodowa ze wzgledu na trudne warunki srodowiska wystepujace przy stosowaniu wiertnicy.Znane i stosowane uklady wykorzystuja ^detektor BICRON. Detektor 62 wymaga zamontowania go w sekcji 54 insibrumenitaw we Wlasciwym polozeniu, -przy zapewnieniu transmisji promieniowania przez okno 64. Detektor 62 jest korzystnie zaimontowany -na tarczy z odpowiedniego materialu, przy czyim iimpulsy promieniowania sa przesylane do obwodu 68 sterowania za pomoca przewodników 66. Na¬ piecie analogowe stanu zliczen wyjsciowych jest podawane przewodem 70 a nastepnie przewodem '60 do zespolu 24 sterowania polozeniem roboczym.Na figurze 4 przedstawiono inny przyklad wy¬ konania .urzadzenia, w którym sa wykorzystywane dwa albo wiecej .detektory, usytuowane przeciw¬ legle albo na kwadracie albo w innym polozeniu.Sekcja 54 instrumentów zawiera pierwsze i drugie detektory 72, 74 scyntylacji, zamontowane dla przeciwleglego poila odbioru, oraz okna 76, 78 transmisyjne promieniowania. Sygnal wyjsciowy 5 z licznika poprzez przewody 80, 82 podawany jest do Obwodu 84 sterowania za .pomoca linii 86.W przypadku .detektorów o przeciwleglym polu odbioru, usytuowanych w polozeniu jak na fig. 4, stosowanym korzystnie w bardzo cienkich czyistych zlozach wegla, wskazanie licznika jest kontrolowa¬ ne wzgledem lupka stropu i lupka spagu, prowadzi sie wiertnice w polozeniu, w którym wskazania licznika promieniowania sa najmniejsze. Fig. 5 jest wykresem wskazan licznika gamma, dla otworu ]5 wiertniczego wierconego tylko dla badania pro¬ mieniowania i wykorzystywanym dla zlustrowania charakterystyk promieni.owania lupka albo wegla.Prosty otwór wiertniczy, obnizajacy sie pod katem 17,5°, przechodzil przez pierwsze 6,55 m przez lupek, a nastepnie powierzchnie rozdzialu do wegla i byl prowadzony na odleglosc nieco wieksza niz 2,7 ni w ipokladziie weglowym. Periodyczne dane odczytu promieniowania gamma wykonano stosu¬ jac detektor scyntaiacyjny sodowo-jodowy w po¬ lozeniach zmienianych wzdluz dlugosci oitworu.Odczyt iprzy "przechodzeniu przez warstwe 6,55 m lupka pozostawal wzglednie staly, .pomiedzy 7 i 8,3 tysiaca zliczen na minute, zas po przejsciu przez powierzchnie rozdzialu wegla i lupka odczyt liczni¬ ka gwaltownie sie zmniejszyl w dobrze zaznaczony sposób, dla czesci otworu przechodzacej przez zloze wegla. Linia 90 ilustruje bardzo dobre pokrywanie sie punktów danych zliczen promieniowania wzdluz niej, gdy mierzono ip,romieniowanie w czesci otwo¬ ru przechodzacej przez poklad wegla w odleglosci. 35 od 6,71 m do 8,84 m.'Na figurze przedstawiono zliczenia promieniowa¬ nia gamma na minute w zaleznosci od grubosci warstwy wegla wzgledem stropu lupka albo po- 40 wierzchni rozdzialu. Liczba zliczen promieniowania gamma licznika zmniejsza sie i zliczanie licznika promieniowania gamma przy przejsciu od powie¬ rzchni rozdzialu do 3,66 m ponizej powierzchni roz¬ dzialu, wskazuje wartosc polowicznej grubosci 45 wegla, która wynosi 2,23 m. Jest to miara grubosci rodzaju wegla, jaka absorbuje polowe naturalnego promieniowania gamma wystepujacego w stropie lupka. . ¦ ¦ - ¦ Na figurze 7 przedisitawiono zespól 100 sterowa- 50 nia, który jest wykorzystywany w urzadzeniu, ko¬ rzystnie umieszczony w zespole 24 sterowania po¬ lozeniem roboczym. Zespól 100 sterowania jest za¬ silany poprzez lacznik 102, przewody 104 i 106 oraz wspólny przewód 108, przy czym przewody 55 silowe sa polaczone bezposrednio poprzez lacznik 110, dla przylaczenia do urzadzenia wiertniczego zasilajacego przewodu 60. Ujemny 18 woltowy przewód 106 jest polaczony do potencjometrów 112 i 114 .zerujacych, odpowiednio skokowego oraz go nachylajacego i laczy sie przez oporniki 116 i 11$ z dodatkiem 18 wlotowym przewodem 104. srod¬ kowy zaczep potencjometru 112 jest polaczony przez przewód 120 lacznikiem 110, zas srodkowy zaczep potencjometru 114 obrotowego jest polaczo- 65 ny przewodem 122 iz lacznikiem 110. Wskazania7 121304 8 operacyjne WZORCOWANIE, SKOK I NACHYLE¬ NIE uwiadaczmiane sa ma miernikach 124, 126 i 128, z których kazdy jest polaczony poprzez od- powiedini potencjometr zerowej nastawy dla po¬ laczenia sterowania poprzez odpowiednie przewo¬ dy 130, 132 i 134.Wartosci WZORCOWANIE licznika gamma SKOK oraz NACHYLENIE wiertnicy podawane sa przez analogowo-cyffirowy przetwornik 136 na wej¬ scie . który steruje automatycznie wiertnica 32. Jako komputer 138 mozna stasowac dowolny dostepny w ihandlu komputer mikroprocesorowy, korzystnie komputer firmy Texas Instairnents model Nr 2808, wykonania calego zadania (przeksztalcenia danych na postac numeryczna i sterowania cyfrowego.Na figurze 8 uwidoczniono obwód 140 sterowa¬ nia, umieszczony w sekcji 54 instrumentów zesipolu 42 wiercacego. Konstrukcja ta jest szczególowo opisana w zgloszeniu patentowym Stanów Zjedno¬ czonych Ameryki nr 891679. Wyjscie z lacznika 110 na zespole 100 sterowania operacyjnego jest polaczone poprzez kalbel 60 sterowania wiertnicy 32 z sekcja 54 instrumentów i lacznikiem 142 ob¬ wodu 140 sterowania. Przewody silowe 104, 106 i 108 sa bezposrednio polaczone z 12 woltowym regulatorem 144, co zapewnia zadany sygnal wyj¬ sciowy napiecia regulatora.Dodatni 12 woltowy sygnal wyjsciowy na wypro¬ wadzeniu z regulatora 144 jest równiez na prze¬ wodach 146 i 148 i jest podawany do zasilacza 150 wysokiego napiecia, które podaje napiecie 1200 wolt do elektronowej lampy 152 licznika BICRON.Elektronowa lampa 152 licznika BICRON jest do¬ stepna w handlu lampa licznika promieniowania gamma model 2M2P. Sygnal wyjsciowy licznika gamma o zakresie 2 volt jest podawany przez przewodnik 154 na wejscie wstepnego wzmacniacza 156 zintegirowanego obwodu IC-typ 715393. Sygnal wyjsciowy ze wzmacniacza 156 jest pobierany na polaczeniu 158, a sprzezenie zwrotne z polaczenia 158 poprzez isiec pojemnosciowo-opoirnakowa po¬ dawane jest do wejscia wzmacniacza wstepnego.Dioda 162 jest wlaczona dla eliminacji wszystkich szkodliwych impulsów napiecia.Sygnal wyjsciowy z licznika gamma z polacze¬ nia 158 jest podawany do obwodu 164 ogranicze¬ nia pirogowego, stanowiacego zintegrowany obwód podwójnej bramki NIE-LUIB typu CM4001. Obwód bramki 164 jest zamkniety dla sygnalu wyjscio¬ wego gdy przekracza on wartosc (progowa. Sygnal wyjsciaz polaczenia 166 jest podawany do jednego z wejsc mteg^tora 168, bedacego wzmacniaczem operacyjnym- zintegirowanego obwodu typu MC 1741. integracje sygnalu wyjsciowego na po¬ laczeniu lld osiaga sie za pomoca zwirotnego sprze¬ zenia poprzez ^jemnosciowo-opornosoiowa siec 172 czaisowania, a zintegrowany sygnal wyjscia jest podawany poprzez przewód IT4 do sieci opor¬ ników zawierajacej opornik 176 szeregowo pola¬ czony z potencjometrem 178 kalilbracyjnytm i po¬ laczonym z niml opornikiem 180.•Potencjometr 178 zapewnia wysterowanie kali¬ bracji licznika, gamma, gdy sygnal jest podawany na jedno z wejsc przetwornika 182 volto-ampero- wego, zas wzmacniacz pradu stalego ma utrzy¬ mac napiecie wstepne za pomoca wejscia pola¬ czonego z odpowiednim zródlem pradu stalego.Przetwornik 182 jest zintegrowanym obwodem. 5 typu MC 1741 z wejsciem zaopatrzonym w zlacze 184 i przewód 130, -dla polaczenia z miernikiem 124 wzorca w zespole 100 sterowania (fig. 7). Sygnal wyjsciowy na przewodzie 130 jest w postaci wska¬ zania pradu tak, ze miernik 124 WZORCOWANIE io odczytuje w sposób ciagly wskazania liczn.:'ka gam¬ ma, jakie beda wykrywane przez lampe licznika BICRON 152. Skok wiertnicy 32 jest wykrywany przez przyspieszeriiómierz 186, z którego sygnal wyjsciowy podawany jest na volito-amperowy 15 wzmacniacz 188 typu MC 1741. Odpowiedni sygnal wyjsciowy jest podawany przez przewód 122 z ze¬ spolu 100 sterowania. Sygnal wyjsciowy ze wzmac¬ niacza 188 jest kolejno podawany przez przewód 132 do miernika 126 skoku zespolu 100 sterowania. 2Q Przyspieszeniomierz 186 jest typu statycznego prze¬ mieszczenia firmy Columbia model SA 107. Przy- spieszeniomierz zapewnia ustalony sygnal pradu stalego proporcjonalny do katów tak, ze miernik 126 skoku o zakresie od 0 do 5 wskazuje zakres skoku od 0 do 90°.Wykrywanie naclhylenia wiertnicy 32 jest pro¬ wadzone w podobny sposób pirzez indentyczny przyspieszeniomierz 190, z którego sygnal wyjs¬ ciowy podawany jest do identycznego obwodu na 30 wzmacniaczu 192 przetwornikowo-voltoam(rerowyni.Wzmacniacz 192 ma podobne wstepne napiecie na przewodzie 122 sterowania, a sygnal wyjsciowy jest podawany przez pirzewód 134 na miernik 128 NACHYLENIE w zespole 100 sterowania. 35 Rzeczywiste sterowanie prowadzeniem wiertnicy 32 z pozycji operatora jest szczególowo opisane w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3 885 319 jak równiez szczególy uruchamiania napedu. Odczyt przez operatora na mierniku 124 40 WZORCOWANIE, mierniku 126 SKOKU i mierni¬ ku128 NACHYLENIE umozliwia zdalne urucho¬ mienie, odpowiednio do ciaglego sterowania, prze¬ suwania sie wiertnicy 32 wzgledem warstwy lupka jaka jest wykorzystywana, to znaczy spaigu, stropu albo obu warstw.Poczatkowo uzyskuje sie odczyt z licznika gam¬ ma dla okreslonej formacji w pierwszej minimal¬ nej odleglosci albo wejsciowym otworze 28 (fig. 1), albo inne srodki bardziej bezposrednich odczyty licznika gamma jesli sa dostepne. Nastepnie po 50 okresleniu wspólczynnika absorpcji promieniowa¬ nia gamma pokladu wegla na jednostke dlugosci potencjometr 178 kalitaracyjny (fig. 8) jest usta¬ wiany na zadana wartosc, po czym ustala sie wier¬ cenie na dlugim dystansie, dla utrzymania doklad- 55 nych wskazan licznika gamma, a tym samym od¬ stepu od warstwy lupka jaki jest odczytywany na mierniku 124 WZORCOWANIE.Korzystnie stosuje sie sposób prowadzenia wiert¬ nicy w wybranej warstwie ziemi przy wierceniu 60 otworów pilotowych pirzez poziome poklady wegJa przylegle do lupkowego stropu i spagu. Sposób wedlug wynalazku wykorzystuje naturalnie wy¬ stepujace promieniowanie radioaktywne, które jak stwierdzono wystepuje w prawie wszystkich lup- 35 kaoh. Ponadto poniewaz zloza lupków prawie za- 15 20 25 30 35 40 45 50 559 121 304 10 wsze (towarzysza zlozom wegla oznacza to, ze sposób prowadzenia otworu pilotujacego mozna stosowac w wiekszosci,' jesli nie we wszystkich przypadkach.Zastrzezenia patentowe 1. Sposób iprowadzenia wiertnicy w wybranej warstwie ziemi, zwlaszcza poziomych pokladach wegla, znamienny tym, ze wykonuje sie poczat¬ kowo wiercenie w wybranej warstwie ziemi na pierwsza glebokosc, mierzy sie wieUkosc (promie¬ niowania gamma na wiertnicy, dla wprowadzenia wzorcowego odczytu, a nastepnie wierci sie na zadana odleglosc poprzez wylbrana warstwe, przy czyim prowadzi sie wiertnice utrzymujac wzorcowy odczyt licznika 'na przyblizonym tym samym od¬ czycie wyjsciowym. - 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze wykonuje sie pierwsze wiercenie na pierwsza gle¬ bokosc dostateczna dla zmierzenia naturalnego 10 15 promieniowania gamma bez oddzialywania promie¬ niowania zewnetrznego. 3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze odczytuje sie zliczone na pierwszej glebokosci pro¬ mieniowanie gamma, dla ustalenia absorbcji pro¬ mieniowania gamma w pokladzie wegla w wybra¬ nej odleglosci od przyleglej warstwy lupka i ste¬ ruje sie postepowo skokiem oraz nachyleniem wiertnicy, dla utrzymania zliczen promieniowania gamma w zakresie zadanych wartosci granicz¬ nych. 4. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze steruje sie wiertnica zgodnie ze wskazaniami licz¬ nika .promieniowania gamma, które uzyskuie sie na oddalonej pozycji roboczej. 5. Sposób wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze porównuje sie nieprzerwanie odczytywane zliczenia zliczenia promieniowania gamma i zadane wartos¬ ci graniczne dla automatycznego sterowania usy¬ tuowaniem wiertnicy.121 304 42 / r \ ' i £ o i ? 0 / 4- YtU4^1, iWAnfa ° ,/ 9 r i f ' 1 2 \ \ ' 2 i \ z ( / \ \ i 90 K \ \ 30 34 < < < ( i 3^1 ^80yS2 \ Gtebokosc oLnoru x 0,5048[m] -ic ^7a _£I3*_ H6 COM -id H— 1 0^_4^=L ^/fl* -130 \JriS2 (34 103^ 106 n 4 , tf s ,o ,2 x 25,4LmmJ Grubosc warstwy negla PZGraf. Koszalin A-1620 30 A-4 Cena 100 zl PLThe subject of the invention is a method of guiding a drilling rig in a selected layer of earth, especially in horizontal coal seams. It is known from the US patent specification: 3 853 185 the method of horizontal drilling of a drilling rig, in which computational methods are used to lead the drill rig parallel to the previously drilled hole of a known position and direction. Such holes are periodically drilled in the horizontal decks of the weigia for 10 • 300 than and more, if the geo-omeltiria deposit allowed for it for the purpose of sifting or controlling the presence of methane before the mining device. It is known from the US patent description No. 3 922 015 using 15 pilot holes for automatic control of drilling rig guidance. A similar method is described in the United States patent. "Mir 3,907,045. It is also known from the US Patent No. 3,823,787 to use the phenomenon of radiation detection source, placed with the detector on the drill rig. (The radiation affecting the top surface of the surrounding layer allows for the acquisition of data for controlling the direction of the drill rig. The aim of the invention is to develop a drilling rig guiding method that does not require prior drilling of a hole and a different source of energy than the naturally existing one. gamma radiation resulting from the activity of the environment and ensuring control of the drilling rig with simple calibration of the device, both manual and automatic, to enable the control of methane content or to guide the mining machine through underground coal deposits. The aim of the invention was achieved by developing a method of drilling the drilling rig , in which the drilling is performed in the selected layer of the earth to the first depth, the amount of gamma radiation on the drilling rig is measured, to introduce the reference reading, and then it is drilled to the desired distance through the selected layer, and then drilling rigs u keeping the reference meter reading at an approximate output reading. The first drilling is made to the first depth sufficient to measure the natural gamma radiation without the influence of external radiation. The gamma radiation counted at the first depth is read to determine the absorption of the rays in the carbon bed at a selected distance from the adjacent layer. Loupe rushes and the pitch and pitch of the drilling rig are progressively controlled, in order to maintain gamma radiation within the range of the prescribed limit values. The continuously read gamma radiation counts and the set values are compared (limits for automatic control of the drill positioning - 121 3043 121304, whereby the rigs are controlled according to the indications of the gaarmia radiation counter, which are obtained at a distant working position. shown in the embodiment example in the drawing, in which fig. 1 shows the drilling in the underground layer schematically, fig. 2 - drilling rigs in the side of the docks, fig. "3 - detail of the drilling rig as in fig. 2 with a single detector Fig. 4 - detail of the drilling rig as in Fig. 2 with two radiation detectors, schematic diagram, Fig. 5 - graph of the numerator indication [gamma radiation of carbon atpholate, when measured on a selected deck] KBjgla, Fig. 6 - a graph of IgHPCMma radiation counts, na ^ monute depending on the distance from Jspajg shale arriving to the coal bed, for and of the coal deck, referred to Fig. 5, Fig. 7 - ob- l wx3 ^ * - s * ening and wave, scnematical, Fig. 8 t - ^ ffi ^^ mafr Arit & dnf oi drilling rig control tubes. or gamma radiation, which occurs in mineral deposits that are associated with coal deposits. They are almost comprised of layers of slate located above and / or below the carbon layers, the slate deposits containing materials (which are sources of gamma radiation. These materials are usually ura, thorium and potassium -40, and their presence has been found in almost all shale deposits (which accompany the coal seams. The American Petroleum Institute developed a standard unit of radioactivity for the needs of well carotase, which was found in the middle eastern million of late, which is 6-7 per square particle per square inch). in the form of U3Oa, 12 parts per million thorium and 2% potassium. In natural occurrence (potassium —0.0118% is radioactive potassium —40. The above materials ensure the occurrence of natural gamma radiation. terie by Oompton scattering, pho- (boetoctric and electron pair formation. One of the basic features of gamma rays is that it is absorbed in logarithmic or exponential. There is a probability of parts stopping. gamma radiation, according to the law of decay (radioactive, through the absorbing material of a certain thickness, regardless of the intensity of the initial radiation), \ The distribution of complex gamma radiation at any given point of the carbon deposit is the sum of the intensity of reradiation obtained from All the adjacent layers have a share and each component meets the experimentally proven formula: C8 = Cfe where Cg - radiation intensity corresponding to a given component at the point of measurement; Cf - intensity of pronation of a certain component on the surface of the separation of individual mi ¬ners in the carbon bed; e - the base of the natural logarithm; a - the constant characteristic of the penetrant carbon bed material; x - distance from the corresponding area of the splitting and carbon to (sensor position. the drilling rig is controlled according to an initial calibration that takes into account local conditions and combines the reference level all surrounding components of the radiation source. The reference level for the initial calibration differs in each application to the selected coal seam, if the radiation varies according to the slate and its location in the spag or the input, 15 differences in the radiation absorption coefficient of the individual coal seams, with the presence of slate bands in the seam coal introduces further differences in the benchmark. In principle, in any case, the consistency of the individual point of the slate or the carbon allows the correct initial setting of the reference value of the numerator and thus the drills are kept at a predetermined distance from the surface of the partition. The drilling rig guiding device operates in the mine headland 10, which is bounded at the front by a face 12 in a coal seam 14 of a certain length and varying depth (FIG. 1). The coal seam 14 is covered with the slate side, which is formed by the slate layer 16 divided by the chapter 18 plane, and the slate layer 20 divided by the chapter 22 plane. The pilot hole drilling device is controlled by the operating position control unit 24 and operates in an operating position. arrow 26 for guiding along the calibration hole 28 and the continuous pilot hole 30. Various pilot hole drilling devices are known, and the apparatus according to the invention uses a pilot device equipped with gamma radiation sensors known from the reporting description of the United States No. 891 679. The drill rig 32 has control devices that connect and connect the control line 34 with the working position control unit 24. The drill rig 32 further comprises a hoisting unit 36 rigidly connected by a drill rod 38 to a fastening unit 40 connected by a drill rod M 38, a drilling unit 42 having a front output shaft 44 and a drill head 46. 32 is a self-propelled drill unit capable of directionally controlling drilling with appropriate tooling. The drill unit 42 comprises a roller control unit 43 vs a motor 50, a tilt unit 52, and control gear S1 sections. The drill rig 32 is connected by an electric cable 60 to the drill motor 50. A hydraulic conduit 56 supplies control pressure to the motor 50 and a hydraulic conduit 38 having three hoses provides control of the holding and deflecting assembly. 55 Using the method of the invention decisions on * 121 304 * location of the borehole in individual coal seams are made on the basis of data on us The mining of the coal bed and the orientation of the deck. The drill rig 32 then floats in the direction of the arrow 26 in the calibrating bore 28 a distance of 1 m aDbo to a distance sufficient to eliminate the external effects of gamma rays taking place in the air or in solid coal, in the face 12. In this point, the indication of the gamma radiation counter is read, in the operating position control unit 24, and pushed so that the known geometry of the coal deck 14 is pre-calibrated, the drill rigs 32, to provide a reference reading of the gamma radiation in distances from one of the selected surfaces 18 alto 22. In some cases both surfaces are used for calibration and have an effect on the gamma counter. After initial calibration, the drilling rig 32 is controlled by a control unit 24 and a carbon example 14. at a distance of several dozen meters along the borehole, shown by a broken line 30, Drilling to the required full depth is controlled by the operator on the basis of the radiation readings or by an automatic control device, which continuously compares the radiation values with the predetermined range of values, making the necessary corrections of the drilling direction 32. The automatic control system is controlled by means of a microprocessor computer, in which the readings of the radiation value are continuously compared with the set range of the radiation values, and which corrects the given values and controls the drilling rig 32. In the automatic control of the drilling rig 32, the fact is taken into account that the detection of radiation is taking place either from one direction or from several directions with respect to the drill rig 32. FIG. 3 shows the spark sections 54 of the drill unit 42 in which a single scintillation detector 62 is used in its radially widest viewing range. The gamma-ray detector 62 is any known commercial gamma scintillation detector, preferably a detection system other than sodium-iodine scintillation due to the harsh environmental conditions associated with the use of a drilling rig. Known and used systems use ^ BICRON detector. The detector 62 needs to be mounted in section 54 of the insibrumenite in the correct position, while ensuring the transmission of radiation through the window 64. The detector 62 is preferably mounted on a target of a suitable material whereby the radiation pulses are transmitted to the control circuit 68 by the conductors 66. The analog output of the counting state is fed via line 70 and then via line '60 to the operating position control unit 24. Figure 4 shows another embodiment of the device using two or more detectors, positioned counter-legged or on a square or other position. Instrument section 54 includes first and second scintillation detectors 72,74 mounted for the opposite receiving poop, and radiation transmission windows 76,78. The output 5 from the meter via wires 80, 82 is fed to the control circuit 84 by means of a line 86. In the case of detectors with opposite field of reception, positioned as in Fig. 4, preferably used in very thin pure carbon beds, the indication of the counter is checked against the roof slate and the spag slate, the drill rigs are driven in the position where the radiation counter readings are the smallest. Fig. 5 is a gamma counter graph for a borehole drilled for radiation testing only and used to illustrate the radiation pattern of shale or carbon. A straight borehole, taper at 17.5 °, passed through the first 6. , 55 m through the slate, then the split surfaces into the carbon and was led a distance slightly greater than 2.7 than in the carbon deck. Periodic data of gamma radiation readings were taken using a sodium-iodine scynthesis detector at positions varying along the length of the hole. The reading and when passing through the 6.55 m loupe layer remained relatively constant, between 7 and 8,300 counts per minute. and after passing through the carbon-loupe separation surfaces, the counter reading sharply decreased in a well-marked manner for the part of the hole passing through the carbon bed. Line 90 illustrates a very good overlap of the radiation count data points along it when the ip was measured, the irradiation partially The borehole crossing the coal bed at a distance of 6.71 m to 8.84 m. The figure shows the counts of gamma radiation per minute depending on the thickness of the carbon layer with respect to the slate roof or the separation area. the counting of the gamma radiation of the counter decreases and the counting of the gamma radiation counter at the transition from the surface of the chapter to 3.66 m after below the surface of the separation, it indicates a carbon half thickness of 2.23 m. This is a measure of the thickness of the type of carbon that absorbs half of the natural gamma radiation present in the slate roof. . (Fig. 7) shows a control unit 100 which is used in the device, preferably located in the operating position control unit 24. The control unit 100 is powered by a jumper 102, leads 104 and 106 and a common lead 108, with power leads 55 connected directly via junction 110 for connection to the drill rig power line 60. A negative 18 volt lead 106 is connected to potentiometers. 112 and 114 are connected via resistors 116 and 11A with the addition of 18 via the inlet conduit 104. The middle tap of the potentiometer 112 is connected by the lead 120 by a connector 110, and the middle tap of the rotary potentiometer 114 is connected to the 65 via cable 122 and connector 110. Indications 7 121304 8 Operational CALIBRATION, STROKE AND SLOPE are indicated on meters 124, 126 and 128, each connected via a corresponding zero setting potentiometer for the control connection via a suitable wire. The values 130, 132 and 134 CALIBRATION of the gamma counter STROKE and SLOPE of the drill are given by analogy head-digital transducer 136 at the input. which is automatically controlled by the drilling rig 32. As computer 138, any commercially available microprocessor computer, preferably a Texas Instairnents computer model No. 2808, may be used to complete the entire task (data conversion to numerical form and digital control. Figure 8 shows the control circuit 140, located in the instrument section 54 of the drilling unit 42. This design is described in detail in US Patent Application No. 891,679. The output of the connector 110 on the operational control unit 100 is connected via the calb 60 of the drill rig 32 with the instrument section 54 and the connector 142 of the operating control unit. The power leads 104, 106 and 108 are directly connected to the 12 volt regulator 144, which provides a preset voltage output to the regulator 144. A positive 12 volt output from regulator 144 is also on the leads 146. and 148 and is fed to a high voltage power supply 150, which It supplies a voltage of 1,200 volts to the BICRON counter electron tube 152. The BICRON electronic counter tube 152 is a commercially available model 2M2P gamma counter tube. The 2 volt gamma counter output is fed through conductor 154 to the input of the pre-amplifier 156 of the integrated circuit IC-type 715393. The output from amplifier 156 is taken on connection 158, and feedback from connection 158 via the capacitive-loop network is given. to the input of the preamplifier. LED 162 is on to eliminate all harmful voltage pulses. The output from the gamma counter from connection 158 is fed to a pyro limit circuit 164, which is an integrated CM4001 non-LUIB dual gate circuit. The gate circuit 164 is closed to the output signal when it exceeds the value of (threshold. The output signal from link 166 is fed to one of the inputs of mp 168, which is an operational amplifier-integrated circuit type MC 1741. integrating the output on a link lld. This is achieved by means of a volatile coupling via a coaxial-resistance quench network 172 and the integrated output signal is fed via line IT4 to a resistor network comprising a resistor 176 in series with a calibrating potentiometer 178 and a resistor 180 connected to it. • Potentiometer 178 controls the calibration of the gamma counter when the signal is applied to one of the inputs of the 182 volt-amp converter, and the DC amplifier maintains a bias via an input connected to a suitable DC source. The transducer 182 is an integrated circuit. 5 type MC 1741 with input provided with connector 184 and conductor 130, -for the field connecting to the pattern meter 124 in the control unit 100 (Fig. 7). The output signal on conductor 130 is in the form of a current indication so that the CALIBRATION meter 124 reads continuously the count: 'gamma' indication that will be detected by the counter lamp BICRON 152. The stroke of the drill rig 32 is detected by the accelerometer 186. from which the output signal is fed to a volt-amp amplifier 188 of the MC 1741 type. A suitable output signal is fed via line 122 from control unit 100. The output from amplifier 188 is sequentially applied via line 132 to the stroke meter 126 of the control unit 100. 2Q Accelerometer 186 is of the Columbia model SA 107 static displacement type. The accelerometer provides a steady DC signal proportional to the angles such that the stroke meter 126 with a range of 0 to 5 indicates a pitch range of 0 to 90 °. 32 is conducted in a similar manner by an indentate accelerometer 190, from which the output signal is fed to an identical circuit on 30 volt-converter amplifier 192 (re-transform. Amplifier 192 has a similar bias on control line 122 and the output signal is applied to through tube 134 onto gauge 128 TILT in control unit 100. The actual guidance control of drill 32 from the operator's position is described in detail in U.S. Patent No. 3,885,319 as well as actuation details for the drive. Operator readout on gauge 124 CALIBRATION, gauge, gauge. 126 STROKE and a gauge 128 TILT enables remote start The flux, in accordance with the continuous control, of the movement of the drill rig 32 with respect to the slate layer that is used, i.e., slope, roof, or both. Initially, a gamma-counter reading is obtained for a specific formation at the first minimum distance or input. hole 28 (Fig. 1), or other means of more direct gamma meter readings if available. Then, after determining the coefficient of absorption of the gamma radiation of the coal bed per unit of length, the calitarization potentiometer 178 (Fig. 8) is set to a predetermined value, after which a long distance drill is set to maintain accurate meter readings. The gamma, and thus the step from the loupe layer as read on the gauge 124 CALIBRATION. Preferably, the method of guiding the drill in the selected soil layer is used when drilling 60 pilot holes through the horizontal layers of the beam adjacent to the slate roof and spag. The method according to the invention makes use of the naturally flowing radioactive radiation which has been found to be present in almost all magnifiers. In addition, since the slate deposit is almost always associated with coal deposits, this means that the pilot hole guiding method can be used in most, if not all, cases. drilling rig in a selected layer of earth, especially in horizontal coal seams, characterized in that initially drilling is performed in the selected layer of soil to the first depth, the age is measured (gamma rays on the drilling rig, to introduce the reference reading, and then drilled on a given distance across the selected layer at which the rigs are guided while keeping the reference meter reading at an approximate same output reading. - 2. A method according to claim 1, characterized in that the first drill is made to a first depth sufficient to measure natural gamma radiation without the influence of external radiation 3. A method according to claim 1, characterized in that that the gamma radiation counted at the first depth is read to determine the absorption of gamma rays in the coal bed at a selected distance from the adjacent slate layer and progressively controlled with the pitch and inclination of the drilling rig to maintain gamma radiation counts within the preset range limit values. 4. The method according to p. A method as claimed in claim 1, characterized in that the drill rig is controlled according to the gamma-ray counter readings obtained at the remote working position. 5. The method according to p. The method of claim 3, comparing the continuously read gamma count counts and the preset limit values for automatically controlling the drill rig. 121 304 42 / r \ 'and? 0 / 4- YtU4 ^ 1, iWAnfa °, / 9 rif '1 2 \ \' 2 i \ z (/ \ \ i 90 K \ \ 30 34 <<<(i 3 ^ 1 ^ 80yS2 \ Gtebokosc oLnor x 0 , 5048 [m] -ic ^ 7a _ £ I3 * _ H6 COM -id H— 1 0 ^ _4 ^ = L ^ / fl * -130 \ JriS2 (34 103 ^ 106 n 4, tf s, o, 2 x 25,4LmmJ Thickness of negative layer PZGraf. Koszalin A-1620 30 A-4 Price PLN 100 PL