PL236254B1 - Band measurement system of cross-section changes for continuous monitoring, in particular of mine shaft lining, in particular with elliptic cross-section - Google Patents

Band measurement system of cross-section changes for continuous monitoring, in particular of mine shaft lining, in particular with elliptic cross-section Download PDF

Info

Publication number
PL236254B1
PL236254B1 PL427616A PL42761618A PL236254B1 PL 236254 B1 PL236254 B1 PL 236254B1 PL 427616 A PL427616 A PL 427616A PL 42761618 A PL42761618 A PL 42761618A PL 236254 B1 PL236254 B1 PL 236254B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
section
cross
measuring
measuring points
continuous monitoring
Prior art date
Application number
PL427616A
Other languages
Polish (pl)
Other versions
PL427616A1 (en
Inventor
Wojciech Jaśkowski
Mateusz Jabłoński
Original Assignee
Akademia Gorniczo Hutnicza Im Stanislawa Staszica W Krakowie
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Akademia Gorniczo Hutnicza Im Stanislawa Staszica W Krakowie filed Critical Akademia Gorniczo Hutnicza Im Stanislawa Staszica W Krakowie
Priority to PL427616A priority Critical patent/PL236254B1/en
Publication of PL427616A1 publication Critical patent/PL427616A1/en
Publication of PL236254B1 publication Critical patent/PL236254B1/en

Links

Landscapes

  • Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)
  • A Measuring Device Byusing Mechanical Method (AREA)

Abstract

Przedmiotem wynalazku jest opaskowy układ pomiarowy zmian przekroju poprzecznego do monitoringu ciągłego, zwłaszcza obmurza szybu górniczego, zwłaszcza o przekroju eliptycznym zawierający punkty pomiarowe połączone parą cięgien w którym dwa punkty pomiarowe (2) wyposażone są w mocowania (3) pierwszego końca ćwierćosiowego cięgna pomiarowego (4), którego drugi koniec zakończony jest sprężyną zwrotną potencjonometru liniowego (6) w sąsiednich punktach pomiarowych (2), a w połowie odległości pomiędzy punktami pomiarowymi (2) do cięgien (4) zamocowane są uchwyty podtrzymujące (5). Potencjometry liniowe (6) połączone są kablem zasilająco - przemysłowym z koncentratorem poziomu (7), który połączony jest z mikrokontrolerem (8), pamięcią (9) i modułem bluetooth (10).The subject of the invention is a band-shaped measuring system for changes in cross-section for continuous monitoring, especially of the lining of a mining shaft, especially with an elliptical cross-section, containing measurement points connected by a pair of cables, in which two measuring points (2) are equipped with mountings (3) of the first end of the quarter-axial measuring cable (4). ), the other end of which is terminated with a return spring of a linear potentiometer (6) at adjacent measuring points (2), and halfway between the measuring points (2) supporting brackets (5) are attached to the rods (4). The linear potentiometers (6) are connected with a power-industrial cable to the level concentrator (7), which is connected to the microcontroller (8), memory (9) and Bluetooth module (10).

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest opaskowy układ pomiarowy zmian przekroju poprzecznego do monitoringu ciągłego, zwłaszcza obmurza szybu górniczego, zwłaszcza o przekroju eliptycznym (w tym kołowym).The subject of the invention is a band measuring system of cross-section changes for continuous monitoring, especially mine shaft lining, especially with an elliptical (including circular) cross-section.

W wyniku eksploatacji górniczej rura szybowa ulega deformacjom w płaszczyźnie pionowej i poziomej. Prognozy dotyczące wpływów owej eksploatacji oraz okresowe rewizje szybowe i geodezyjne kontrole stanu obudowy szybu mają zapewnić jego bezpieczeństwo. Jednak prognozy podawane są zawsze z pewną błędnością wynikającą z przyjmowanych parametrów wydobycia oraz niepewnością co do stabilności górotworu czy nieujawnionych nieciągłości lub pustek czy kurzawek w pobliżu szybu. Okresowe rewizje sprowadzają się do obserwacji przez uprawnione osoby obmurza szybu, co przy słabym oświetleniu i odległości kilku metrów warunkuje widoczność tylko większych zmian, a okresowe pomiary geodezyjne określają stan obmurza tylko w chwili pomiaru, nie dając odpowiedzi na trend zmian i nie zapewniają ciągłości obserwacji, stwarzając dodatkowo niebezpieczeństwo dla mierniczych i wyłączając szyb z pracy na wiele godzin. Monitoring ciągły umożliwiają czujniki zmian długości mierzące odległości pomiędzy punktami, dotychczas instalowane w poprzek światła szybu. W powyższym przykładzie zastosowania, wykorzystanym podczas uszczelniania (iniekcji wysokociśnieniowych) szybu Kościuszko w KS Wieliczka możliwe było takie rozwiązanie, ponieważ jest to szyb wentylacyjny, nieruchowy. W innym przypadku takie rozwiązanie uniemożliwiłoby ruch klatki szybowej.As a result of mining exploitation, the shaft is deformed in the vertical and horizontal plane. Forecasts of the impact of this exploitation as well as periodic shaft inspections and geodetic inspections of the condition of the shaft lining are to ensure its safety. However, the forecasts are always given with some error resulting from the adopted mining parameters and uncertainty as to the stability of the rock mass or undisclosed discontinuities or voids or snowstorms near the shaft. Periodic inspections are reduced to the observation by authorized persons of the shaft lining, which in poor lighting and a distance of several meters determines the visibility of only major changes, and periodic geodetic measurements determine the condition of the brickwork only at the time of measurement, not responding to the trend of changes and do not ensure continuity of observation, creating an additional danger for surveyors and excluding the glass from work for many hours. Continuous monitoring is possible thanks to length sensors measuring the distances between points, previously installed across the shaft lumen. In the above application example, used during the sealing (high-pressure injection) of the Kościuszko shaft in KS Wieliczka, such a solution was possible because it is a non-moving ventilation shaft. Otherwise, such a solution would prevent the shaft cage from moving.

Celem wynalazku jest umożliwienie obserwacji ciągłych, metrycznych zmian przekroju poprzecznego obmurza szybu górniczego, zwłaszcza o przekroju eliptycznym, w tym kołowym, przy zapewnieniu możliwości poruszania się klatki szybowej w świetle szybu i zapewnieniu maksymalnej trwałości przyrządom pomiarowym. Wcześniejsze rozwiązania bazowały na ciągłym monitoringu zmian przekroju poprzecznego poprzez umieszczenie prostopadłych do siebie cięgien, które uniemożliwiały ruch klatki szybowej i skipów w świetle szybów. Opracowane rozwiązanie eliminuje ten problem.The aim of the invention is to enable the observation of continuous, metric changes in the cross-section of the mining shaft lining, especially with an elliptical cross-section, including circular, while ensuring the possibility of the shaft cage moving in the shaft lumen and ensuring maximum durability of the measuring instruments. Earlier solutions were based on the continuous monitoring of changes in the cross-section by placing strands perpendicular to each other, which prevented the movement of the shaft cage and skips in the light of the shafts. The developed solution eliminates this problem.

Niniejsze rozwiązanie umożliwia wykonywanie ciągłych pomiarów zmian przekroju poprzecznego obmurza szybu z możliwością zapisu i analizy danych, przy zapewnieniu i ruchowości szybu i bezpieczeństwa systemu pomiarowego. Ogranicza też czas narażenia pomiarowych na niebezpieczeństwo w trudnych warunkach pomiarów szybowych.This solution enables continuous measurements of changes in the cross-section of the shaft lining with the possibility of recording and analyzing data, while ensuring the mobility of the shaft and the safety of the measurement system. It also reduces the time of measurement exposure to danger in difficult conditions of shaft measurements.

Zgodnie z wynalazkiem, w opaskowym układzie pomiarowym zmian przekroju poprzecznego do monitoringu ciągłego, zwłaszcza obmurza szybu górniczego, zwłaszcza o przekroju eliptycznym zawierający punkty pomiarowe połączone parą cięgien, dwa punkty pomiarowe wyposażone są w mocowania pierwszego końca ćwierćosiowego cięgna pomiarowego, którego drugi koniec zakończony jest sprężyną zwrotną potencjonometru liniowego w sąsiednich punktach pomiarowych. W połowie odległości pomiędzy punktami pomiarowymi do cięgien zamocowane są uchwyty podtrzymujące, a ponadto potencjometry liniowe, połączone są kablem zasilająco-przemysłowym z koncentratorem poziomu, który połączony jest z mikrokontrolerem, pamięcią i modułem bluetooth.According to the invention, in the band measuring system of cross-section changes for continuous monitoring, in particular of the lining of a mining shaft, especially with an elliptical cross-section including measuring points connected by a pair of cables, the two measuring points are equipped with fasteners for the first end of a quarter-axis measurement string, the other end of which is ended with a spring feedback of the linear potentiometer at adjacent measuring points. In the middle of the distance between the measuring points, support handles are attached to the tendons, and in addition, linear potentiometers are connected with a power-industrial cable with a level concentrator, which is connected with a microcontroller, memory and a bluetooth module.

Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania jest uwidoczniony na rysunku, na którym fig. przedstawia schemat układu pomiarowego zmian przekroju poprzecznego.The subject of the invention in an exemplary embodiment is illustrated in the drawing, in which the figure shows a diagram of the cross-section measurement system.

W opaskowym układzie pomiarowym zmian przekroju poprzecznego przedstawionym na fig. co ćwierć obwodu rury szybowej (1) zastabilizowano punkt pomiarowy (2). Dwa punkty pomiarowe (2) wyposażono w mocowania (3) ćwierćosiowego cięgna pomiarowego (4) zakończonego sprężyną zwrotną potencjonometru liniowego (6) w sąsiednich punktach pomiarowych (2). W połowie odległości pomiędzy punktami pomiarowymi w obudowie szybu, zamocowano uchwyty podtrzymujące (5), w efekcie czego każde cięgno ćwierćosiowe (4) posiada podtrzymanie swojej pozycji co połowę swojej długości. Cały system osłonięty jest półeliptycznym poliwęglanowym pierścieniem zapewniającym ochronę przed spadającymi do szybu przedmiotami oraz parciem powietrza. Dane obserwacyjne z potencjonometrów liniowych (6) spięte są w układ pomiarowy linią transmisyjną sygnałów telemetrycznych (kablem zasilająco-przesyłowym) do koncentratora poziomu (7) zasilanego z sieci energetycznej. Koncentrator poziomu (7) poprzez mikrokontroler (8) zapisuje dane bezpośrednio, na analogowo-cyfrową kartę pamięci (9) i udostępnia je przez moduł bluetooth (10) lub poprzez linię transmisyjną sygnałów telemetrycznych sprzęgniętą elektrycznie z konwerterem, korzystnie analogowo-cyfrowo, przekazuje dane do centralnego koncentratora danych, połączonego z interfejsem wejściowym komputera, stanowiącego jednocześnie serwer danych.In the band measuring the changes in the cross-section shown in Fig. Every quarter of the shaft pipe (1) circumference, the measuring point (2) was stabilized. Two measuring points (2) are equipped with fasteners (3) for a quarter-axis measuring rod (4) ended with a return spring of a linear potentiometer (6) at adjacent measuring points (2). In the middle of the distance between the measurement points in the shaft casing, support grips (5) are mounted, as a result of which each quarter-axis tendon (4) has its position held every half of its length. The entire system is covered with a semi-elliptical polycarbonate ring that provides protection against objects falling into the shaft and air pressure. Observation data from linear potentiometers (6) are connected to a measuring system with a transmission line of telemetry signals (with a power supply and transmission cable) to a level concentrator (7) supplied from the power grid. The level concentrator (7) writes data directly to an analog-to-digital memory card (9) via a microcontroller (8) and makes them available via a bluetooth module (10) or via a transmission line of telemetry signals electrically coupled with the converter, preferably analog-to-digital, transmitting the data to a central data concentrator connected to the computer input interface, which is also a data server.

PL 236 254 B1PL 236 254 B1

Działanie wykonanego systemu polega na rejestracji z zadaną częstotliwością wartości z potencjonometrów liniowych (6). Posługiwanie się systemem według zgłoszonego wzoru użytkowego pozwala na obserwację zmian w przekroju poprzecznym rury szybowej o kształcie eliptycznym w sposób ciągły, a w przypadku podłączenia systemu do interfejsu wejściowego komputera - w czasie rzeczywistym. Rozwiązuje to problem braku wiedzy o stanie obmurza szybu pomiędzy seriami pomiarowymi okresowych badań geodezyjnych.The operation of the created system consists in recording the values from linear potentiometers with a set frequency (6). Using the system according to the applied utility model allows for continuous observation of changes in the cross-section of the elliptical shaft pipe, and in the case of connecting the system to the computer input interface - in real time. This solves the problem of the lack of knowledge about the condition of the shaft lining between the measurement series of periodic geodetic surveys.

Jednocześnie system umożliwia użytkowanie szybu, co nie było możliwe przy stosowaniu poprzecznych cięgien pomiarowych przecinających światło szybu.At the same time, the system enables the use of the shaft, which was not possible with the use of transverse measuring rods crossing the shaft lumen.

Lista oznaczeń odsyłającychList of reference marks

- rura szybowa- shaft pipe

- punkt pomiarowy- measuring point

- mocowania- fasteners

- cięgno- cable

- uchwyty podtrzymujące- support handles

- potencjonometr liniowy- linear potentiometer

- koncentrator poziomu- level concentrator

- mikrokontroler- microcontroller

- pamięć- memory

- moduł bluetooth- bluetooth module

Claims (1)

Zastrzeżenie patentowePatent claim 1. Opaskowy układ pomiarowy zmian przekroju poprzecznego do monitoringu ciągłego, zwłaszcza obmurza szybu górniczego, zwłaszcza o przekroju eliptycznym zawierający punkty pomiarowe (2) połączone parą cięgien (4), znamienny tym, że dwa punkty pomiarowe (2) wyposażone są w mocowania (3) pierwszego końca ćwierćosiowego cięgna pomiarowego (4), którego drugi koniec zakończony jest sprężyną zwrotną potencjonometru liniowego (6) w sąsiednich punktach pomiarowych (2), a w połowie odległości pomiędzy punktami pomiarowymi (2) do cięgien (4) zamocowane są uchwyty podtrzymujące (5), ponadto potencjometry liniowe (6) połączone są kablem zasilająco-przemysłowym z koncentratorem poziomu (7), który połączony jest z mikrokontrolerem (8), pamięcią (9) i modułem bluetooth (10).1. Band measuring cross-section changes for continuous monitoring, especially mine shaft cladding, especially with an elliptical cross-section, containing measuring points (2) connected by a pair of cables (4), characterized in that two measuring points (2) are equipped with fasteners (3). ) of the first end of the quarter-axis measuring rod (4), the second end of which ends with a return spring of the linear potentiometer (6) at the adjacent measuring points (2), and in the middle of the distance between the measuring points (2), supporting brackets (5) are attached to the rods (4) ), moreover, linear potentiometers (6) are connected by a power-industrial cable with a level concentrator (7), which is connected with a microcontroller (8), memory (9) and a bluetooth module (10).
PL427616A 2018-10-31 2018-10-31 Band measurement system of cross-section changes for continuous monitoring, in particular of mine shaft lining, in particular with elliptic cross-section PL236254B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL427616A PL236254B1 (en) 2018-10-31 2018-10-31 Band measurement system of cross-section changes for continuous monitoring, in particular of mine shaft lining, in particular with elliptic cross-section

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL427616A PL236254B1 (en) 2018-10-31 2018-10-31 Band measurement system of cross-section changes for continuous monitoring, in particular of mine shaft lining, in particular with elliptic cross-section

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL427616A1 PL427616A1 (en) 2020-05-04
PL236254B1 true PL236254B1 (en) 2020-12-28

Family

ID=70467026

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL427616A PL236254B1 (en) 2018-10-31 2018-10-31 Band measurement system of cross-section changes for continuous monitoring, in particular of mine shaft lining, in particular with elliptic cross-section

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL236254B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
PL427616A1 (en) 2020-05-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104343466B (en) All-fiber coal mine safety monitoring system
Nåvik et al. Variation in predicting pantograph–catenary interaction contact forces, numerical simulations and field measurements
Miskiewicz et al. Structural health monitoring of composite shell footbridge for its design validation
JP6346852B2 (en) Optical fiber bending shape measuring apparatus and bending shape measuring method thereof
KR101317629B1 (en) Displacement monitoring device and method thereof for rock masses
CN109751975A (en) A multi-section free combination automatic deep displacement inclinometer
CN107014542A (en) A kind of intelligent safety monitoring slope system
CN112286089A (en) Intelligent monitoring system for high-pier long-span bridge construction process
Ghazali et al. Monitoring subsurface ground movement using fibre optic inclinometer sensor
KR102090475B1 (en) An interlocking type ground and structure settlement measuring device using angular displacement sensor and measurement method of ground and structure settlemnet using the same
Alhaddad et al. Multi-suite monitoring of an existing cast iron tunnel subjected to tunnelling-induced ground movements
CN207066383U (en) A kind of geology monitors displacement meter
PL236254B1 (en) Band measurement system of cross-section changes for continuous monitoring, in particular of mine shaft lining, in particular with elliptic cross-section
Szczerbowski et al. The application of a sonic probe extensometer for the detection of rock salt flow field in underground convergence monitoring
CN112412535B (en) Dynamic calibration method, device and system for spatial position of mine fully-mechanized coal mining face device
KR101472827B1 (en) real-time monitoring and controlling system and method for physical change of the marine structure
JP3519587B2 (en) Inner air section measurement device
CN104533520A (en) Tunnel arch crown settlement and peripheral convergence monitoring method
Mahbubi et al. Bibliometric and scientometric trends in structural health monitoring using fiber-optic sensors: A comprehensive review
JP2014169982A (en) Inclination measuring apparatus and inclination measuring method for retaining walls, and monitoring method for retaining walls
RU172963U1 (en) Automatic device for controlling displacements of the near-edge rock mass of mine workings
US20210372828A1 (en) Civil engineering structure monitoring system, civil engineering structure monitoring apparatus, civil engineering structure monitoring method, and non-transitory computer-readable medium
Davila Delgado et al. Design and data modelling of fibre optic systems to monitor reinforced concrete structural elements
Liu et al. Deep lateral displacement sensing experiment for rod–fiber coupling structure based on macrobending loss
RU208245U1 (en) Deformation control device for rock mass