SE414832B - Sett och anordning vid drivning av tunnel i berg under utsettning av borrhal och riktningsreferens for tunnelns streckning - Google Patents

Description

_ 7811422-0 ' l0 15 20 25 30 35 strålknippe tillåter sådant projiceringsavstând i jämförelse med vad som normalt kan åstadkommas med en projektor, i vilken ytan av en diabild belyses som helhet av en ljuskälla medelst en bildytan täckande kondensorlins, att ljuset går nästww paral- lellt med tunnelsträckningen. Detta i sin tur innebär att inga korrektioner med hänsyn till ojämnheter i den bergyta, vid vilken borrhålen skall utsättas, behöver vidtagas. Uppfinningen medför också stora praktiska fördelar, i det att det vid till- lämpning av densamma inte krävs någon hantering på arbetsplat- sen med hänsyn till formen på bergytan efter en föregående salva, varför ett önskat borrhålsarrangemang enligt schema kan åstadkommas enligt schemat utan korrigering av projicerings- underlaget.

Sättet enligt uppfinningen framgår av bifogade patent- krav avseende sätt. Anordningar enligt uppfinningen avsedda för utförandet av detta sätt har kännetecken, som framgår av de bifogade patentkraven avseende anordning.

Vid tillämpning av uppfinningen i praktiken monteras an- ordningen, som sålunda har en och samma, ett parallellstråligt strålknippe alstrande ljuskälla, företrädesvis i tunneltaket och kan då oftast förbli på plats en längre tid, dvs. under en mångfald på varandra följande utsättningar av borrhål med mellanliggande borrningar och sprängningar, och manövreras exempelvis med en "fjärrmanöverdosa", som när anordningen enligt uppfinningen är utrustad med dataprogram, som definierar olika ifrågakommande borrhâlsscheman naturligtvis kan vara så utförd att önskat program kan väljas och val av markering av ett visst borrhål i ett schema kan ske. Den avgörande fördelen med utnyttjandet av strålknippen med ensriktade strålar, sär- skilt laserljus, för projiceringen av ljusbild motsvarande borrhålsställen är att sådan projicering ger skarpa och väl synliga punkter på bergväggen under de mest skiftande ljusför- hållanden och projiceringsavstånd. Med tillämpning av uppfin- ningen möjliggörs också att man med en enda laserkälla - en anordning, som är synnerligen kostnadskrävande både i anskaff- ning och drift - kæiutnyttjas både för den viktiga riktnings- utsättningen och för utsättning av borrhålsställen på ett sätt som är överlägset hittills tillämpade. En icke oviktig aspekt är därvid också att man, när en anordning enligt uppfinningen 10 20 25 30 35 '7811422-0 har ljuskälla i form av laser för alstring av ljusstrålen, kan använda anordningen inom kolgruveindustrin, där den ovan nämnda vanliga ljusprojiceringen icke kan komma ifråga på grund av säkerhetskrav rörande explosionsrisk.

Uppfinningen framgår närmare av följande beskrivning i anslutning till den bifogade ritningen, på vilken fig. l, som ovan nämnts, illustrerar hittills vanlig metod för definiering av tunnelriktning med hjälp av en referenslaserstråle och ut- sättning av borrhålsställen medelst diabildsprojicerinq med an- tingen visst bestämt avstånd mellan projektor och bildplan vid bergväggen eller varierbar brännvidd för val av brännvidd i be- roende av avståndet för att i bildplanet få en borrhålsschema- bild i önskade dimensioner, fig. 2 illustrerar projicering av icke blott riktstrâle utan också borrhålsschema mot bergväggen från så långt avstånd från bildplnnet-borgvägqen att ojämnheter i detta icke spelar roll för noggrannhoten 1 utsättningen av borrhål och fíg. 3 schematiskt illustrerar utförande av en an- ordning enligt uppfinningen.

Vid känd metod, illustrerad av fig. l, utnyttjas för rikt- ningsangivelsen en riktningslaser, som utsänder ett koherent, samlat ljusknippe l i den riktning tunneln skall sprängas. För utsättning av borrhålsplatser utnyttjas en projektor 2, som projicerar bilden av ett dia inom en rymdvinkel m mot ett bild- plan 3, som väljs med någorlunda anpassning till förekommande ojämnheter i den bergvägg 4, i vilken hål skall borras för vi- dare bortsprängning av berg i tunnelns 5 av laserstrålen l be- stämda riktning. För att borrhålsbilder vid projicoringen skall ”erhållas på rätta ställen av väggen 4, krävs enligt kända prin- ciper korrektioner av diabilden i förhållande till avsett borr- hålsschema med hänsyn till formen av väggen 4, vilket medför dels tidutdräkt för val av till olika väggformer 4 approxima- tivt anpassade diaförlagor, respektive beräkningsarbete för korrigering av läget på bergväggen av projicerade borrhåls- ställen.

Fig. 2 illustrerar förhållandena vid tillämpning av upp- finningen genom utnyttjande av strålkníppen med ensriktade ljusstrålar för projicering av borrhålsschemabild på så stort avstånd från bergväggen att strålarna i princip kan betraktas som träffande väggen i en riktning parallell med tunnelrikt- 7811422-0 10 15 20 25 30 35 4 ningen och den denna definierande riktstrålen l. Anordningen enligt uppfinningen, i fig. 2 betecknad 7, monteras vid använd- ningen företrädesvis nära intill taket 6, så att den ostörd av mellankommande röjningsarbeten kan förbli på plats under en mångfald utsättnings- och sprängningsförlopp.

Fig. 3 visar schematiskt ett utförande av en anordning enligt uppfinningen som innefattande en laserstrålkälla a med kollimator b, som ger en laserstråle c med en riktning som de- finierar den blivande tunnelns sträckning. Denna riktningsrefe- rensstråle släpps genom en ljusgenomsläpplig spegel dl, genom vilken en del av strålen fortsätter i oförändrad riktning som riktningsreferensstråle, medan en del reflekteras mot en andra spegel d2, som i sin tur riktar den reflekterade delen av den utsända strålen i stort sett i tunnelns riktning mot den änd- vägg 4, där borrhålen skall utsättas enligt schema. Det av speglarna dl och d2 bildade spegelparet d är av det i och för sig kända slag, som enligt kända principer är inställbara så utgående' och d2 be- och d2 kopp- i förhållande till varandra att en från spegeln d2 stråle e får en av inbördes läget hos speglarna dl stämd riktning. I föreliggande fall är spolarna dl lade till drivorgan för inställning av speglarna i sådana in- bördes lägen att väggytan 4 kan bestrykas av strålar e, som sålunda genom inställningen av speglarna kan dirigeras till vilken som helst önskad punkt inom en med hänsyn till minsta önskade avstånd och största önskade väggyta vald rymdvinkel.

Anordningen är försedd med fästorgan och inställningsorgan f, så att den lätt kan göras fast i berget och justeras in så att strålen c får önskad riktning för att bilda referens. En an- ordning 8 för styrning av spegelparet d för utsändning av del- strålen e i viss vald riktning innefattar i det illustrerade fallet ett RAM-minne g med kapacitet för ett stort antal borr- scheman. Vidare förefinns en mikrodator Å, vilken är programme- rad för översättning av borrhålskoordinater i minnet till vinkel för ett ifrågavarande avstånd (sas_ "elektrisk zoom“) och alstring av signal för inställning av styrspeglarnas läge, vilken kan åstadkommas medelst två stegmotorer m, en för vardera spegeln, och som tillförs styrsignal från en avlänk- ningssignalalstrare h. Vid förberedelse av en utsättning av borrhålsställen dirigeras delstrålen e exempelvis genom på- LT! 10 20 25 30 35 7811422-0 verkan av avlänkningssignalalstraren h från en manöverdosa i, dels till den föreliggande bilden j av referensstrålen c, dels till en orienteringspunkt k på ett förutbestämt avstånd från punkten j, varigenom information tillräcklig för bestämning av det aktuella avståndet från laserprojvktorn Lill bnrgytan ma- tats in i anordningcn 8. Därefter påbörjas utsättningen av borrhålen genom att mikrodatorn l översätter borrhålskoordina- terna för ett i minnet valt borrhâlsschema till vinkel för av- ståndet ifråga, så att delstrålen e markerar platserna för .borrhâl i bergväggen 4.

Den operatör som därvid exempelvis genom påmålning marke- rar borrhålen eller inställer borrverktyg,väljer med hjälp av manöverdosan borrschema och framsteqning av laserpunkten (längs önskad väg).

Det är klart att siyrníngvn av delstrñlwn 0 för liusmarke- ring av olika ansättningsställen enligt ett valt schema kan ske på många olika andra sätt, exempelvis genom att mikrodatorn i följd på kommando översätter borrhålskoordínater i ett schem- i viss förutbestämd ordning och att operatören efter varje markering med färg (respektive inställning av borr) med en signal kommenderar övergång till nästa läge. Det är också möj- _ ligt att anordningen är sådan att förflyttning av delstrålen e från borrläge till borrläge genomförs automatiskt i mer eller mindre snabb följd, i gränsfall så att samtliga borrställen i ett borrschema samtidigt syns markerade av strålen.

I en utföringsform enligt uppfinningen utnyttjas, som alternativ till i minne inprogrammerade borrscheman, borrschema i form av diabilder eller hålplattor med öppningar motsvarande lägen för borrhål i viss skala på liknande sätt som vid proji- utan optiskt lins- utnyttjas. I stället cering enligt hittills känd princip, ehuru system för alstring av en bild av förlagan bringas delstrålen e medelst spegelparet d dirigering av en ljusstråle till olika riktningar i bestämt eller annan för mönster känd anordning att bestryka diat eller hålskivan, i ~fig. 3 betecknad n, varvid punkter motsvarande utsättningen av borrhål projiceras mot bergväggen genom de transparenta par- tierna av diat respektive hålskivan n, vars läge i förhållande till delstrålens utgång från avlänkningsorganet, exempelvis d, injusteras med hänsyn till avståndet till bergväggen,

Claims (7)

7811422-0 6 gatentkrav

1. l. Sätt vid drivning av tunnel i berg under upprepad utsätt- ning av ett flertal borrhål enligt förutbestämt borrschema genom ljusprojioering av ansättningsställen för borrar på ytan av den bergmassa som skall avlägsnas inom tunnelns tvärsnitt, borr- ning av hålen och utsprängning av bergmassa i motsvarighet till borrhålsarrangemanget, k ä n n e t e c k n a t därav, att man vid utsättning av borr- hålen från en ljusstråle, som bildar en fast referensstråle (c), väsentligen vid platsen för strålkällan (a) avdelar en del- stråle (e), att denna delstråle (e) riktas mot ytan av tunnel- tvärsnittet och bringas att passera ett strålavlänkningsorgan (d) för avlänkning av delstrålen inom en rymdvinkel minst mot- svarande den rymdvinkel under vilken tunneltvärsnittet synes från strålkällan (a), och att denna delstråle (e) därvid släpps fram mot tunneltvärsnittsytan blott inom områden av avlänknings- rymdvinkeln, som motsvarar koordinater för borrhâl i tvärsnitts- ytan enligt det förutbestämda borrschemat.

2. Sätt enligt krav l, k ä n n e t e c k n a t därav, att man medelst med koordinater för borrhål i borrscheman och om- räkningsdata för avbildning av borrschema på tvärsnittsytan i beroende av avståndet mellan tvärsnittsytan och strålavlänk- ningsorganet programmerad dator med minnen för ett eller flera efter behov valbara minnen för borrscheman medelst strål- avlänkningsorganet i följd bibringar delstrålen riktningar mot områden vid ytan av tunneltvärsnittet placerade i ett mönster svarande mot borrhålslägen i ett valt borrschema.

3. Sätt enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a t därav, att man på ytan av den bergmassa som skall avlägsnas avsätter ett fastställt skalmått, särskilt en sträcka mellan en bild på nämnda yta av referensstrålen och en punkt på förutbestämt av- stånd från denna bild, att delstrålcn i följd riktas mot ändarna av denna sträcka för bestämning i datorn av ett referensvärde ruprnßantnLívl för nvnlñndvl mvllan hoxqylnn nch dnlstrålens utgångspunkt, samt inställvr nvlänkningnorgancns påverkníngs- '7811422-0 7 organ i beroende av det fastställda avståndet i och för alstring av en borrhålsbild på tvärsnittsytan i den förutbe- stämda storleken.

4. Sätt enligt krav l, k ä n n e t e c k n a t därav, att delstrålen (e) avlänkas enligt i sig kända principer för avsök- ning av en -bild (n) av borrschemat, som enligt i och för sig kända principer vid utsättning av borrhàl enligt borrschema företrädesvis är transparent blott vid ställen som i använd avbildningsskala motsvarar borrhâlsplaceringen i tunneltvärsnittet.

5. Anordning för utförande av sättet enligt något av före- gående krav vid drivning av tunnel i berg under upprepad utsätt- ning av ett flertal borrhål enligt förutbestämt borrschema genom ljusprojicering av ansättningsställen för borrar på ytan av den bergmassa som skall avlägsnas, k ä n n e t e c k n a d därav, att den innefattar en på i och för sig känt sätt för framställning av en tunnelns riktning definierande referensljus- stråle (c) anordnad strålningskälla (a), ett organ (dl) för av- delning av en delstråle (e) från referensstrålen (c), ett av- länkningsorgan (d) för inriktning av delstrâlen väsentligen i parallellitet med referensstrålen mot ytan av den bergmassa som skall avlägsnas och avlänkning av delstrålen, kontinuerligt eller stegvis, för projicering av en bild av borrschema på nämnda bergyta.

6. Anordning enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a d därav, att den innefattar organ för inriktning av delstrålen mot punk- ter av ytan av nämnda bergmassa på visst förutbestämt avstånd från varandra, organ för bestämning av vinkeln mellan så inrik- tade strålar, organ för bestämning ur därvid erhållna storheter av relationstal för styrning av storleken av avlänkningsorganens påverkan av strålriktningen för sådan inriktning av strålen att på bergytan alstradelfilder enligt borrschema bibringas avsedda storlekar och lägen oberoende av avståndet mellan anordningen och nämnda yta.

7. Anordning enligt krav 6, k ä n n e t e c k n a d därav, att den innefattar en dator innehållande data avseende koordi- nator för borrhål enligt ett antal individuellt valbara borr- _.7a11u22-0 ö scheman, räkncorgan för bestämning av ett ifrågàvarande rela- tionstal med ledning av vinkeln mellan de mot de nämnda punkternna riktade strålarna, organ för alstring av styrsignaler för i följd åstadkommen inställning m! avlänkningsorganen för inrikt- ning av delstrålen mot borrhâlsställen enligt valt borrschema.