RU89609U1

RU89609U1 - MULTI-REPAIR MEASURING DEFORMATION DEFORMATION MINE OF MINING

Info

Publication number: RU89609U1
Application number: RU2009129478/22U
Authority: RU
Inventors: Виктор Евгеньевич Ануфриев; Виктор Николаевич Федоринин; Алексей Владимирович Самок
Original assignee: Виктор Евгеньевич Ануфриев
Priority date: 2009-07-30
Filing date: 2009-07-30
Publication date: 2009-12-10

Abstract

1. Многореперный измеритель деформации приконтурного массива горных выработок, включающий опорный репер с гибкой связью, закрепленный у дна скважины, измерительный блок, выполненный в виде набора индикаторов, промежуточные реперы, закрепленные по длине скважины и соединенные гибкими связями через индикаторы и отклоняющие ролики с натяжными грузами, и контрольный репер, отличающийся тем, что опорный репер соединен с корпусом измерительного блока, причем индикаторы выполнены в виде оптических втулок со светодиодами и фотоприемниками, при этом все оптические втулки измерительного блока закреплены общей осью на корпусе блока. ! 2. Многореперный измеритель деформации по п.1, отличающийся тем, что измерительный блок снабжен дополнительной гибкой связью, соединяющей через оптическую втулку и отклоняющие ролики контрольный репер с натяжным грузом, причем контрольных репер установлен в почве выработки. ! 3. Многореперный измеритель деформации по п.1, отличающийся тем, что он снабжен микропроцессором, соединенным с выходами фотоприемников оптических втулок измерительного блока.1. A multi-rib deformation meter of the near-edge array of mine workings, including a reference bench with a flexible connection fixed at the bottom of the well, a measuring unit made in the form of a set of indicators, intermediate benchmarks fixed along the length of the well and connected by flexible connections through indicators and deflecting rollers with tension weights , and a reference frame, characterized in that the reference frame is connected to the housing of the measuring unit, and the indicators are made in the form of optical bushes with LEDs and photodetectors, etc. and all the optical bushings of the measuring unit are fixed by a common axis on the block body. ! 2. The multi-rib strain gauge according to claim 1, characterized in that the measuring unit is provided with an additional flexible connection connecting the control benchmark with tension load through the optical sleeve and the deflecting rollers, and the control benchmark is installed in the excavation soil. ! 3. The multi-rib strain gauge according to claim 1, characterized in that it is equipped with a microprocessor connected to the outputs of the photodetectors of the optical sleeves of the measuring unit.

Description

Полезная модель относится к горному делу, а именно к устройствам диагностики и контроля состояния приконтурного массива и анкерной крепи подготовительных горных выработок.The utility model relates to mining, and in particular to devices for diagnosing and monitoring the state of the near-surface massif and anchor support of preparatory mine workings.

Известен индикатор смещения угольных пластов, содержащий пружинный репер с гибкой подвеской, закрепленный в скважине, образованной в пласте, направляющую, закрепленную в устье скважины и через которую проходит подвеска и индикаторный элемент, помещенный на указанной подвеске с возможностью смещения направляющей относительно индикатора (патент Великобритании №2253707, кл. G01B 5/30, E21D 21/02, опубликован в 1993 г.).A well-known indicator of the displacement of coal seams containing a spring benchmark with a flexible suspension, fixed in the well formed in the formation, a guide fixed at the wellhead and through which the suspension and indicator element placed on the specified suspension with the possibility of displacement of the guide relative to the indicator (UK patent No. 2253707, CL G01B 5/30, E21D 21/02, published 1993).

Недостатком известного индикатора смещения является отсутствие информации о расслоении кровли на интервале между опорным репером у дна скважины до горизонта анкерования, а также от горизонта анкерования до устья скважины. Отсутствие такой информации не позволяет обосновать рациональный выбор длины анкера и длины закрепляющей втулки, выявить распределение максимумов расслоения по глубине от поверхности контура выработки.A disadvantage of the known displacement indicator is the lack of information about the delamination of the roof in the interval between the reference frame at the bottom of the well to the anchoring horizon, and also from the anchoring horizon to the wellhead. The absence of such information does not allow to justify a rational choice of the length of the anchor and the length of the fixing sleeve, to reveal the distribution of the delamination maxima in depth from the surface of the output contour.

В качестве прототипа принято устройство контроля расслоения приконтурного массива горных выработок, включающее гибкую подвеску, соединяющую опорный репер с опорным индикатором и проходящую от дна скважины и через направляющую, установленную на устье, контрольный индикатор, охватывающий опорный индикатор, цветные полоски индикаторов, промежуточные реперы, соединенные гибкими связями с промежуточными индикаторами, и контрольный репер, установленный в поясе анкерования и соединенный с контрольным индикатором (патент РФ №2206740, кл. Е21С 39/00, дата приоритета 05.03.2001 г., дата публикации 20.06.2003 г.).As a prototype, a device for controlling the stratification of the near-edge array of mine workings was adopted, including a flexible suspension connecting the reference benchmark with the reference indicator and passing from the bottom of the well and through the guide mounted on the wellhead, a control indicator covering the reference indicator, colored strips of indicators, intermediate benchmarks connected flexible connections with intermediate indicators, and the control benchmark installed in the anchoring belt and connected to the control indicator (RF patent No. 2206740, class Е21С 39 / 00, priority date 03/05/2001, publication date 06/20/2003).

Индикаторы с цветными полосками могут быть выполнены из световозвращающего материала и образуют измерительный блок, а реперы могут быть выполнены в виде втулки с упругими усами или состоять из кольцевой пружины, навитой соосно со скважиной.Indicators with colored stripes can be made of retroreflective material and form a measuring unit, and the benchmarks can be made in the form of a sleeve with an elastic mustache or consist of an annular spring coiled coaxially with the well.

По сравнению с другими известными устройствами данное имеет повышенные информативность и надежность контроля расслоения приконтурного массива горных выработок.Compared with other known devices, this one has increased information content and reliability of control of stratification of the near-edge array of mine workings.

Основными недостатками известного устройства являются:The main disadvantages of the known device are:

- невозможность измерения деформации массива относительно почвы выработки, т.к. устройство может производить измерения только относительно пояса анкерования пород;- the impossibility of measuring the deformation of the array relative to the excavation soil, because the device can only measure relative to the rock anchoring belt;

- низкая точность измерения деформации массива из-за конструкции измерительного блока;- low accuracy of measuring deformation of the array due to the design of the measuring unit;

- отсутствие вычислительной базы, позволяющей на основании полученных измерений сформировать необходимую базу данных.- the lack of a computing base that allows, on the basis of the measurements obtained, to form the necessary database.

Техническим результатом полезной модели является расширение точности и диапазона измерений с определением поинтервальной деформации между реперами в скважине и их конвергенции с почвой выработки.The technical result of the utility model is to expand the accuracy and range of measurements with the determination of the interval-wise deformation between the benchmarks in the well and their convergence with the production soil.

Предложен многореперный измеритель деформаций приконтурного массива горных выработок, включающий опорный репер с гибкой связью, закрепленный у дна скважины, измерительный блок, выполненный в виде набора индикаторов, промежуточные реперы, закрепленные по длине скважины и соединенные гибкими связями через индикаторы и отклоняющие ролики с натяжными грузами, и контрольный репер.A multi-bench gauge of deformations of the near-edge array of mine workings is proposed, including a reference bench with a flexible connection fixed at the bottom of the well, a measuring unit made in the form of a set of indicators, intermediate benchmarks fixed along the length of the well and connected by flexible connections through indicators and deflecting rollers with tension loads, and control benchmark.

Отличием является то, что опорный репер соединен с корпусом измерительного блока, причем индикаторы выполнены в виде оптических втулок со светодиодами и фотоприемниками, при этом все оптические втулки измерительного блока закреплены общей осью на корпусе блока.The difference is that the reference frame is connected to the housing of the measuring unit, and the indicators are made in the form of optical bushes with LEDs and photodetectors, while all the optical bushes of the measuring unit are fixed by a common axis on the block body.

Следующим отличием является то, что измерительный блок снабжен дополнительной гибкой связью, соединяющей через оптическую втулку и отклоняющие ролики контрольный репер с натяжным грузом, причем контрольный репер установлен в почве выработки.Another difference is that the measuring unit is equipped with an additional flexible coupling connecting the control benchmark with tension load through the optical sleeve and deflecting rollers, and the control benchmark is installed in the working soil.

Отличием является также то, что измеритель снабжен микропроцессором, соединенным с выходами фотоприемников оптических втулок измерительного блока.The difference is also that the meter is equipped with a microprocessor connected to the outputs of the photodetectors of the optical bushes of the measuring unit.

Выполнение индикаторов измерительного блока в виде оптических втулок со световыми диодами и фотоприемниками позволяет повысить точность измерений, т.к. данный процесс уже не зависит от степени освещенности разными источниками, а обеспечивается специальными источниками с постоянными характеристиками, что позволяет на порядок увеличить точность измерений и расширить количество контролируемых параметров. За счет предложенной связи опорного репера с корпусом измерительного блока, использования в качестве контрольного репера, установленного в почве выработки, и ввод дополнительной связи указанного репера с натяжным грузом, устройство может измерять поинтервально деформации между реперами в скважине и их конвергенции с почвой выработки. Наличие в устройстве микропроцессора позволяет повысить точность и диапазон измерений, а также создать базу данных по проводимому мониторингу.The implementation of the indicators of the measuring unit in the form of optical bushes with light diodes and photodetectors can improve the accuracy of measurements, because this process no longer depends on the degree of illumination by different sources, but is provided by special sources with constant characteristics, which allows one to increase the accuracy of measurements by an order of magnitude and expand the number of controlled parameters. Due to the proposed connection of the reference frame with the body of the measuring unit, use as a reference frame installed in the production soil, and the introduction of additional communication of the specified frame with the tension load, the device can measure the deformation between the frames in the well and their convergence with the production soil at intervals. The presence of a microprocessor in the device allows to increase the accuracy and range of measurements, as well as create a database of monitoring.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на фиг.1 показан общий вид многореперного измерителя в продольном разрезе, а на фиг.2 - разрез по I-I фиг.1.The essence of the utility model is illustrated in the drawing, in which Fig. 1 shows a general view of a multi-rib meter in longitudinal section, and in Fig. 2 is a section along I-I of Fig. 1.

Многореперный измеритель деформации приконтурного массива горных выработок имеет опорный репер 1, установленный в скважине и связанный гибкой связью 2 (тросиком) с корпусом измерительного блока 3. Промежуточные реперы 4 установлены по длине скважины и имеют гибкие связи 5 (тросики), которые проходят через чистильщики 6, установленные в корпусе измерительного блока, охватывают отклоняющие ролики 7, оптические втулки 8, отклоняющие ролики 9 и связывают промежуточные реперы с натяжными грузами 10. Оптические втулки 8 закреплены на жестких дисках 11 с общей осью 12, закрепленной концами на корпусе измерительного блока 3. Одна оптическая втулка не связана с промежуточным репером и ее охватывает гибкая связь 13, связывающая через отклоняющий ролик 9 контрольный репер 14, установленный в почве выработки, с натяжным грузом 10. Каждая оптическая втулка 8 имеет муавровые полоски, внутри установлен светодиод 15, освещающий внутреннюю полость втулки, а с наружной стороны размещен фотоприемник 16 (фотодиод) с поляроидной пластиной 17. Свет от светодиода 15 проходит через оптическое стекло и поступает на поляроидную пластину 17, где происходит его двулучепреломление, и два луча света на фотоприемнике 16 создают разность потенциалов. При вращении тросиком 5 оптической втулки 8 с диском 11 свет от светодиода 15 периодически прерывается темными муавровыми полосками на оптическом стекле, затем вновь возникает, т.к. свет от светодиода проходит через оптическое стекло между муавровыми полосками. В результате в фотоприемнике возникает электрический сигнал синусоидальной формы, который соответствующей аппаратурой микропроцессора, размещенного в отделах 18 и 19 измерителя, усиливается, преобразуется в прямоугольный и оцифровывается. По числу сигналов определяется линейное перемещение промежуточного репера относительно опорного и одновременно аналогично определяют перемещение корпуса измерительного блока 3, связанного тросиком 2 с опорным репером 1, относительно контрольного репера 14, установленного в почве выработки. Таким же образом определяют перемещение промежуточных реперов 4 относительно опорного и опорного репера 1 относительно контрольного почвенного репера. С помощью оптических втулок и микропроцессора производят определение поинтервальной деформации горного массива между реперами и их конвергенции с контрольным почвенным репером. При вращении оптических втулок по часовой стрелке вычисляется сужение интервалов, а при вращении против часовой стрелки - расширение интервалов.The multi-rib deformation meter of the near-edge mining array has a reference frame 1 installed in the well and connected by a flexible connection 2 (cable) to the body of the measuring unit 3. Intermediate frames 4 are installed along the length of the well and have flexible connections 5 (cables) that pass through the cleaners 6 installed in the housing of the measuring unit, cover the deflecting rollers 7, the optical sleeves 8, the deflecting rollers 9 and connect the intermediate benchmarks with the tension weights 10. The optical sleeves 8 are mounted on hard drives 11 with a common axis 12 fixed by the ends to the housing of the measuring unit 3. One optical sleeve is not connected to the intermediate frame and it is covered by a flexible connection 13, which connects the reference frame 14 installed in the working soil through the deflecting roller 9 with a tension load 10. Each optical the sleeve 8 has mouvre strips, an LED 15 is installed inside, illuminating the internal cavity of the sleeve, and a photodetector 16 (photodiode) with a polaroid plate 17 is placed on the outside. Light from the LED 15 passes through the optical glass and enters on the polaroid plate 17, where it is birefringent, and two light beams on the photodetector 16 create a potential difference. When the optical cable 8 with the disk 11 is rotated by the cable 5, the light from the LED 15 is periodically interrupted by dark moor stripes on the optical glass, then it reappears because The light from the LED passes through the optical glass between the moiré strips. As a result, a sinusoidal electric signal arises in the photodetector, which is amplified, converted into a rectangular one and digitized by the corresponding microprocessor equipment located in the sections 18 and 19 of the meter. The linear displacement of the intermediate frame relative to the reference one is determined by the number of signals, and at the same time, the movement of the body of the measuring unit 3, connected by the cable 2 to the reference frame 1, is similarly determined relative to the control frame 14 installed in the working soil. In the same way, the movement of the intermediate benchmarks 4 relative to the reference and reference benchmark 1 relative to the control soil benchmark is determined. Using optical bushes and a microprocessor, the interval deformation of the massif between the benchmarks and their convergence with the control soil benchmark are determined. When the optical bushes are rotated clockwise, the narrowing of the intervals is calculated, and when rotated counterclockwise, the expansion of the intervals.

Устройство может работать автономно или запитываться через специальную сеть геомеханического мониторинга. Информация о проведенных измерениях может храниться в памяти микропроцессора или передаваться в сеть.The device can work autonomously or be powered through a special geomechanical monitoring network. Information about the measurements taken can be stored in the microprocessor memory or transmitted to the network.

Claims

1. A multi-rib deformation meter of the near-edge array of mine workings, including a reference bench with a flexible connection fixed at the bottom of the well, a measuring unit made in the form of a set of indicators, intermediate benchmarks fixed along the length of the well and connected by flexible connections through indicators and deflecting rollers with tension weights , and a reference frame, characterized in that the reference frame is connected to the housing of the measuring unit, and the indicators are made in the form of optical bushes with LEDs and photodetectors, etc. and all the optical bushings of the measuring unit are fixed by a common axis on the block body.

2. The multi-rib strain gauge according to claim 1, characterized in that the measuring unit is provided with an additional flexible connection connecting the control benchmark with tension load through the optical sleeve and the deflecting rollers, and the control benchmark is installed in the excavation soil.

3. The multi-rib strain gauge according to claim 1, characterized in that it is equipped with a microprocessor connected to the outputs of the photodetectors of the optical sleeves of the measuring unit.