RU2376469C1

RU2376469C1 - Device for determination of ground surface subsidence

Info

Publication number: RU2376469C1
Application number: RU2008129959/03A
Authority: RU
Inventors: Владислав Борисович Заалишвили (RU); Владислав Борисович Заалишвили; Автандил Карлович Джгамадзе (RU); Автандил Карлович Джгамадзе; Николай Андреевич Ярославцев (RU); Николай Андреевич Ярославцев
Priority date: 2008-07-21
Filing date: 2008-07-21
Publication date: 2009-12-20

Abstract

FIELD: mining.

SUBSTANCE: invention refers to the field of hydrogeology and engineering geology and may be used upon assessment of ground surface deformation. Device contains observation borehole, casing pipe, transmitter, converter, flexible cable, measuring pulley with profiled groove and deep-earth anchor installed in uncased section of observation borehole. At that transmitter is made in the form of converter. Measuring pulley is installed on two supports with option of free rotation. Flexible cable is arranged in profiled groove of measuring pulley in two turns and rigidly fixed by its one end on deep-earth anchor in borehole bottom and by the other end is connected to back-weight by means of measuring pulley. Axis of measuring pulley is rigidly connected to converter which is attached to third support and connected to converter for transmission of digital code to monitoring centre.

EFFECT: design simplification, improving of accuracy of soil subsidence determination, thus preventing oncoming accident.

Description

Изобретение относится к области гидрогеологии и инженерной геологии и может быть использовано при оценке деформации поверхности земли в результате интенсивной эксплуатации грунтовых вод.The invention relates to the field of hydrogeology and engineering geology and can be used to assess the deformation of the earth's surface as a result of intensive exploitation of groundwater.

Известно устройство, содержащее измерительную тягу, пропущенную через трубу, один конец которой прикреплен к блоку и датчику, а другой к реперу (патент № 2013544, опубликован 30.05.1994 г., МПК Е21С 39/00).A device is known that contains a measuring rod passed through a pipe, one end of which is attached to a block and a sensor, and the other to a benchmark (patent No. 2013544, published 05/30/1994, IPC E21C 39/00).

Однако известное устройство имеет спиральную пружину, не позволяющую определить вертикальное смещение грунта и произвести точную оценку его проседания в рыхлых водовмещающих породах.However, the known device has a spiral spring, which does not allow to determine the vertical displacement of the soil and to accurately evaluate its subsidence in loose water-bearing rocks.

Наиболее близким техническим решением является устройство, для определения оседания поверхности земли, которое содержит плотномер, металлическую трубу, бетонное основание и балку, с помощью которой фиксируется вертикальное смещение поверхности (Плотников Н.И. «Эксплуатационная разведка подземных вод», Москва, «Недра», 1979 г., с.63).The closest technical solution is a device for determining the subsidence of the surface of the earth, which contains a densitometer, metal pipe, concrete base and beam, with which the vertical displacement of the surface is fixed (Plotnikov NI "Operational exploration of groundwater", Moscow, "Nedra" , 1979, p. 63).

В устройстве-прототипе имеются следующие недостатки:The prototype device has the following disadvantages:

- усложненная конструкция за счет цилиндрического вала, соединенного с датчиком и обсадной фильтровой колонной скважины;- a complicated design due to the cylindrical shaft connected to the sensor and the casing of the filter casing of the well;

- в условиях рыхлых грунтов снижается качественная оценка просадки грунтов. Технический результат - упрощение конструкции, повышение точности определения просадки грунта.- in conditions of loose soils, a qualitative assessment of subsidence of soils decreases. The technical result is a simplification of the design, improving the accuracy of determining the subsidence of the soil.

Техническое решение заключается в том, что устройство для определения просадки поверхности земли, включающее наблюдательную скважину, обсадную трубу и датчик, отличающееся тем, что оно снабжено конвертором, гибким тросом, мерным шкивом с профилированной канавкой, глубинным анкером, установленным в необсаженной части наблюдательной скважины, а датчик выполнен в виде преобразователя, при этом мерный шкив установлен на двух опорах с возможностью свободного вращения, гибкий трос уложен в профилированной канавке мерного шкива в два оборота и одним концом жестко закреплен на глубинном анкере в забое скважины, а другим через мерный шкив соединен с противовесом, ось мерного шкива имеет жесткую связь с преобразователем, который прикреплен к третьей опоре и соединен с конвертором для передачи цифрового кода в центр мониторинга.The technical solution lies in the fact that the device for determining the subsidence of the surface of the earth, including an observation well, a casing and a sensor, characterized in that it is equipped with a converter, a flexible cable, a measured pulley with a profiled groove, a deep anchor installed in the uncased part of the observation well, and the sensor is made in the form of a converter, while the measuring pulley is mounted on two supports with the possibility of free rotation, the flexible cable is laid in the profiled groove of the measuring pulley in two turns and one end is rigidly fixed to the deep anchor in the bottom of the well, and the other through a measuring pulley is connected to the counterweight, the axis of the measuring pulley has a rigid connection with the converter, which is attached to the third support and connected to the converter for transmitting a digital code to the monitoring center.

Величина постоянного натяжения гибкой тяги зависит от диаметра троса. Рекомендуются следующие веса груза (кг): 3, 5, 8, 12, 20 при диаметре троса (мм): 0,5; 0,8; 1,0; 1,4; 2,0 соответственно. Такая конструкция гибкой тяги обеспечивает непрерывное слежение за реверсивным изменением высоты измерителя, установленного на оголовке скважины.The magnitude of the constant tension of the flexible rod depends on the diameter of the cable. The following cargo weights (kg) are recommended: 3, 5, 8, 12, 20 with a cable diameter (mm): 0.5; 0.8; 1.0; 1.4; 2.0, respectively. This design of flexible traction provides continuous monitoring of the reversal change in the height of the meter installed on the head of the well.

Полученные данные по просадке поверхности передаются в информационный конвертор, адаптирующий цифровой код преобразователя.The obtained data on the subsidence of the surface are transmitted to an information converter that adapts the digital code of the converter.

На фиг.1 изображено устройство, состоящее из: 1 - наблюдательной скважины; 2 - оголовка; 3 - кожуха; 4 - конвертора; 5 - преобразователя; 6 - мерного шкива; 7 - груза; 8 -обсадной трубы; 9 - троса и 10 - анкера.Figure 1 shows a device consisting of: 1 - an observation well; 2 - tip; 3 - a casing; 4 - converter; 5 - converter; 6 - a measured pulley; 7 - cargo; 8 casing pipe; 9 - wire rope and 10 - anchor.

Устройство работает следующим образом. При просадке грунта в результате интенсивной эксплуатации грунтовых вод происходит проседание поверхности земли и, соответственно, вертикальное перемещение обсадной трубы (8), на которой крепится оголовок (1). При этом под воздействием противовеса (груза-7) проворачивается мерный шкив (6), который свободно вращается на двух опорах. К третьей опоре прикреплен преобразователь (5) «угол поворота - цифровой код», ось которого жестко связана с осью мерного ролика с пружиной муфты. В качестве преобразователя может быть использован абсолютный шифратор FVS 58 фирмы Pepperli+Fuchs (Германия). Диаметр мерного шкива может быть определен из выражения Д=256/π мм, в этом случае один градус угла поворота равен одному миллиметру длины окружности мерного ролика. Для более жесткого сцепления троса с роликом его наружная поверхность должна иметь профильную канавку с накатанной насечкой. В эту канавку в два оборота укладывается трос (9). Информационный конвертор (4), адаптируя цифровой код преобразователя (5) в цифровой вид единого формата всех типов датчиков локальной сети с помощью модема передает в центр мониторинга информацию по телефонному или радио каналу. Кожух (3) с резиновой прокладкой, герметизирующий внутренний объем датчика, предохраняет его от попадания влаги и пыли.The device operates as follows. When the subsidence of the soil as a result of intensive exploitation of groundwater occurs subsidence of the earth's surface and, accordingly, the vertical movement of the casing (8), on which the head is attached (1). At the same time, under the influence of the counterweight (load-7), the measured pulley (6) is rotated, which rotates freely on two supports. A transducer (5) “rotation angle - digital code” is attached to the third support, the axis of which is rigidly connected to the axis of the measuring roller with the clutch spring. An absolute encoder FVS 58 from Pepperli + Fuchs (Germany) can be used as a converter. The diameter of the measuring pulley can be determined from the expression D = 256 / π mm, in this case one degree of the angle of rotation is equal to one millimeter of the circumference of the measuring roller. For more rigid grip of the cable with the roller, its outer surface should have a profile groove with a knurled knurled. A cable (9) fits into this groove in two turns. The information converter (4), adapting the digital code of the converter (5) to the digital form of a single format for all types of sensors on the local network, transmits information to the monitoring center via telephone or radio channel using a modem. A casing (3) with a rubber gasket, which seals the internal volume of the sensor, protects it from moisture and dust.

Таким образом, данное устройство позволяет в условиях эксплуатации водоносного горизонта грунтовых вод в рыхлых отложениях определить наиболее точно просадку поверхности земли на водозаборных участках, расположенных в черте города и предупредить надвигающуюся катастрофу.Thus, this device allows the operating conditions of the aquifer of groundwater in loose sediments to determine the most accurate subsidence of the earth’s surface at water intake sites located in the city and to prevent an impending catastrophe.

Claims

A device for determining subsidence of the surface of the earth, including an observation well, a casing and a sensor, characterized in that it is equipped with a converter, a flexible cable, a measuring pulley with a profiled groove, a deep anchor installed in the uncased part of the observation well, and the sensor is made in the form of a transducer, wherein the measured pulley is mounted on two supports with the possibility of free rotation, the flexible cable is laid in the profiled groove of the measured pulley in two turns and is rigidly fixed at one end to the depth Ohm anchor in the bottom of the well, and the other through the measuring pulley is connected to the counterweight, the axis of the measuring pulley has a rigid connection with the converter, which is attached to the third support and connected to the converter for transmitting a digital code to the monitoring center.