SU1073457A1

SU1073457A1 - Apparatus for measuring rock shifts

Info

Publication number: SU1073457A1
Application number: SU823504427A
Authority: SU
Inventors: Владимир Николаевич Рева; Александр Петрович Белоусов
Priority date: 1982-10-25
Filing date: 1982-10-25
Publication date: 1984-02-15

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СМЕЩЕНИЙ ГОРНЫХ ПОРОД, вклю чающее водонепроницаемый корпус с размещенным в нем датчиком смещени , выполненным в виде токопровод щих элементов, токосъемниками,, и проводниками, отличающеес тем, что, с целью повыщени надежности работы устройства и снижени трудоемкости установки его в скважине, токопровод щий элемент выполнен из упругоэластичного материала, в котором размещены токосъемники, а проводники выполнены из упругоэластичного материала с более низким удельным сопротивлением, чем у токопровод щих элементов, при этом корпус устройства выполнен из диэлектрического упругоэластичного материала, причем его наружна поверхность имеет щероховатость, а внутренн охватывает токопровод щий элемент и проводники без возможности проскальзывани .A DEVICE FOR MEASURING DISPLACEMENTS OF MOUNTAIN BREEDS, including a waterproof case with a displacement sensor placed in it, made in the form of current-carrying elements, current collectors, and conductors, characterized in that the conductive element is made of an elastic material, in which the current collectors are placed, and the conductors are made of an elastic material with a lower resistivity than the conductor u their elements, while the device case is made of a dielectric elastic material, and its outer surface has a roughness, and internally covers the conductive element and conductors without the possibility of slippage.

Description

Изобретение относитс к горнодобывающей промышленности и предназначено дл измерени смещений массива горных пород вокруг выработок.The invention relates to the mining industry and is intended to measure the displacements of a rock mass around the workings.

Известно устройство дл измерени смещений горных пород, включающее набор реперов , закрепленных в скважине, и взаимодействующих с движками реостата, закрепленного в устье скважины, посредством тросиков 1.A device for measuring rock displacements is known, which includes a set of frames fixed in the well and interacting with the sliders of the rheostat fixed in the wellhead by means of cables 1.

Данное устройство характеризуетс низкой надежностью из-за проскальзывани редеров в сква-жине-, а также значительной трудоемкостью установки его в скважине.This device is characterized by low reliability due to the slippage of the redowers in the well and also the considerable laboriousness of its installation in the well.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению вл етс устройство дл измерени смещений горных пород, включающее водонепроницаемый корпус с размещенным в нем Датчиком смещени , выполненным в виде токопровод щих элементов, .токосъемниками и проводниками 2.The closest to the technical essence of the invention is a device for measuring displacements of rocks, including a waterproof case with a displacement sensor in the form of conductive elements placed in it, current collectors and conductors 2.

Указанные реостатные датчики при попадании на них влаги измен ют свои показани . Кроме того, установка устройства в скважине весьма трудоемка.These rheostat sensors change their readings when they are wet. In addition, the installation of the device in the well is very time consuming.

Целью изобретени вл етс повыщение надежности работы устройства и сокращение трудоемкости и установки его в скважине.The aim of the invention is to increase the reliability of the device and reduce the complexity and install it in the well.

Поставленна цель достигаетс тем, что в устройстве дл измерени смещений горных пород, включающем водонепроницаемый корпус с размещенным в нем датчиком смещени , выполненным в виде токопровод щих элементов, токоприемниками и проводниками , токопровод щий элемент выполнен из упругоэластичного материала, в котором размещены токосъемники, а подвод щие проводники выполнены из упругоэластичного материала с более низким удельным сопротивлением , чем у токопровод щих элементов, при этом корпус устройства выполнен из диэлектрического упругоэластичного материала , причем его наружна поверхность имеет щероховатость, а внутренн охватывает токопровод щий элемент и проводники без возможности проскальзывани .The goal is achieved by the fact that in a device for measuring rock displacements, including a waterproof case with an offset sensor located in it, made in the form of conductive elements, current collectors and conductors, the conductive element is made of an elastic material, in which the current collectors are placed. These conductors are made of an elasto-elastic material with a lower resistivity than that of the conductive elements, and the body of the device is made of a dielectric. rugoelastichnogo material, wherein its outer surface has scherohovatost and covers the inner conductive element and conductors without the possibility of slippage.

На фиг. 1 показано устройство, размещенное в скважине; на фиг. 2 - скважина с устройством, поперечный разрез.FIG. 1 shows a device located in a well; in fig. 2 - well with a device, a cross-section.

Устройство состоит из токопровод щего элемента 1 с высоким удельным сопротивлением , выполненного из упругоэластичного токопровод щего материала, например соединение графита, углена с пластифицированным компаундом (токопровод щие резины , синтетика, пластмассы и т.д.). В токопровод щий элемент на заданном рассто пии друг от друга запрессованы токосъемники 2, соединенные с подвод щими проводниками 3. Проводники так же, как и токопровод щий элемент выполнены из упругоэластичного материала, не имеющего более низкое удельное сопротивление, например.The device consists of a high-resistive conductive element 1 made of an elastic-elastic conductive material, for example a graphite compound, coal with a plasticized compound (conductive rubbers, synthetics, plastics, etc.). The current collectors 2 are connected to the conductive element at a predetermined distance from each other, connected to the supply leads 3. The conductors, like the conductive element, are made of an elastic-elastic material that does not have a lower resistivity, for example.

соединение металлического порощка (серебра , низкоомных сплавов меди и т.п.) jc пластифицированным компаундом. Дл предохранени токопровод щего элемента и подвод щих проводников 3 от влаги, чтобы исключить от нее погрещности в измерени х, токопровод щий элемент и проводники покрыты оболочкой 4 из того же упругоэластичного компаунда, но без присутстви токопровод щих материалов. Наружна поверхность оболочки делаетс щероховатой, например , покрыта кварцевым песком по технологии изготовлени наждачной бумаги, а внутренн имеет спа нный контакт с элементом 1 и проводниками 3, проскальзывас ние здесь не допускаетс .compound metal powder (silver, low-resistance copper alloys, etc.) jc plasticized compound. To protect the conductive element and the supply conductors 3 from moisture, in order to exclude errors in the measurements from it, the conductive element and conductors are covered with a sheath 4 from the same elastic-elastic compound, but without the presence of conductive materials. The outer surface of the shell is made roughened, for example, covered with quartz sand according to emery paper technology, while the inner surface has splintered contact with element 1 and conductors 3, slipping is not allowed here.

Сопротивление токопровод щего ..емента 1 принимаетс такой величины, чтобы обеспечивалась требуема чувствительность устройства, а его допустимые деформации завис т от необходимых пределов измере0 НИИ. Рассто ние между токосъемниками 2 задаетс услови ми эксперимента, т.е. на каких промежутках от выработки следует измер ть смещение пород. Практически информацию можно получить по всей длине скважины при довольно частой установке токосъемников 2.The resistance of conductive .. Cement 1 is assumed to be of such magnitude that the required sensitivity of the device is ensured, and its allowable deformations depend on the required limits of measurement. The distance between the current collectors 2 is determined by the experimental conditions, i.e. at what intervals from the development should be measured displacement of rocks. Practically, information can be obtained along the entire length of the well with quite frequent installation of current collectors 2.

Измерительное устройство готов т предварительно на требуемую длину. К токосъемникам 2 токопровод щего элемента I подсоедин ют проводники 3 и места соеди0 нений изолируют. Производ т тарировку устройства , т.е. определ ют изменение сопротивлени между токосъемниками 2 при удлинении элемента 1.The measuring device is prefabricated to the desired length. The conductors 3 are connected to the current collectors 2 of the conductive element I and the connection points are insulated. The device is calibrated, i.e. determine the change in resistance between the current collectors 2 as the element 1 is elongated.

Монтаж в скважине осуществл ют сле5 дующим образом.- Соедин ют конец устройства с репером любой конструкции и при помощи щтанги ввод т его в скважину. В забое скважины репер раскрепл ют, а штангу извлекают. Производ т нат жение устQ ройства до величины деформации токопровод щего элемента, не превышающей 30% от предельных деформаций его материала. Это позвол ет фиксировать как деформации сжати , так и раст жени пород. Затем скважину заполн ют шприц-бетоном расчет5 ной прочности, обеспечива надежный контакт устройства со стенками скважины. Благодар шероховатой поверхности устройство имеет хорошее сцепление с бетоном. После схватывани бетона производ т сн тие отсчетов между токосъемниками 2, кото рые принимаютс за начальные.The installation in the borehole is carried out as follows. The end of the device is connected to the frame of any design and inserted into the borehole with a shank. At the bottom of the borehole, the bench mark is loosened and the bar is removed. The device is tensioned to the value of the deformation of the conductive element not exceeding 30% of the limiting deformations of its material. This makes it possible to fix both compressional deformations and tension of rocks. Then the well is filled with a syringe-concrete of the calculated strength, ensuring reliable contact of the device with the walls of the well. Due to the rough surface, the device has good adhesion to concrete. After the concrete has set, samples are taken between the current collectors 2, which are taken as the initial ones.

Механизм работы устройства заключаетс в следующем. В процессе эксплуатации вокруг выработки развиваетс зона неупругих деформаций и породы начинают смещатьс . Переход пород в предельное состо ние по длине скважины вызывает также деформацию бетона в местах образовани трещин, а заодно и участков токопровод щего элемента 1. Изменение сечени токопровод щего элемента на участках деформированИ приведет к изменению его омического сопротивлени между токосъемниками 2, которое будет зафиксировано измерительной аппаратурой, -например мостом сопротивлений . Поскольку устройство было предварительно раст нуто, то при деформаци х сжати фиксируют уменьшение сопротивлени токопровод щего элемента 1, а при деформаци х раст жени - увеличение сопротивлени . Надежное сцепление устройства с бетоном, а заодно и с породами, обеспечивает раст жение или сжатие токопровод щего элемента только на участках по влени трещин. Раст жение или сжатие подвод щих проводников 3 не внесет ощибкиThe mechanism of operation of the device is as follows. During operation, a zone of inelastic deformations develops around the excavation and the rocks begin to shift. The transition of rocks to the ultimate state along the well length also causes deformation of the concrete in the places of formation of cracks and, at the same time, sections of the conductive element 1. Changing the cross section of the conductive element in the areas deformed And will cause its ohmic resistance to change between the current collectors 2 , for example, a bridge of resistance. Since the device was previously stretched, a decrease in the resistance of the conductive element 1 is recorded during compression deformations, and an increase in resistance is observed during tensile deformations. Reliable adhesion of the device with the concrete, and at the same time with the rocks, ensures the tension or compression of the conductive element only in the areas of cracking. Stretching or compressing the supply conductors 3 will not make a fault.

в измерение, так как они выполнены из материала с более низким удельным сопротивлением на несколько пор дков ниже, чем сопротивление токопровод щего элемента 1, и, кроме того, предварительна тарировка позвол ет в случае необходимости ввести соответствующую поправку на их деформирование .because they are made of a material with a lower resistivity several orders of magnitude lower than the resistance of the conductive element 1, and, in addition, the pre-calibration allows, if necessary, to introduce an appropriate correction for their deformation.

Экономический эффект от внедрени предлагаемого устройства дл измерени смещений горных пород по сравнению с базовым вариантом, заключаетс в снижении трудоемкости установки устройства, стоимости его изготовлени , а также в повышении надежности работы, что дает уменьшение необходимого количества замерных станций.The economic effect of introducing the proposed device for measuring displacements of rocks compared to the base case is to reduce the complexity of installation of the device, the cost of its manufacture, as well as to increase reliability, which reduces the required number of metering stations.

Claims

DEVICE FOR MEASURING DISPLACEMENTS OF ROCKS, including a waterproof case with a displacement sensor located in it, made in the form of conductive elements, current collectors., And conductors, characterized in that, in order to increase the reliability of the device and reduce the complexity of installing it in the well, conductive the element is made of an elastic material in which current collectors are placed, and the conductors are made of an elastic material with a lower resistivity than conductive elements cops, while the housing of the device is made of a dielectric elastomeric material, and its outer surface is rough, and the inner one covers the conductive element and conductors without the possibility of slipping.

fie 1