SU1102946A1 - Устройство дл контрол напр женно-деформированного состо ни рудных целиков - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ РУДНЫХ ЦЕЛИКОВ, содержащее электрический преобразователь, подключенный к регистрирующей аппаратуре, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности контрол  за счет получени  объемной информации о напр женно-деформированном состо нии рудных целиков и упрощени  монтажа и демонтажа, электрический преобразователь выполнен в виде обмотки, состо щей из проводников и разъема, а обмотка размещена вокруг контролируемой области целика, при этом конец каждого проводника через разъем соединен с началом следующего. ш Ю со 4;; О5

Description

Изобретение относитс  к горнодобывающей промышленности и предназначено дл  контрол  напр женно-деформированного состо ни  рудных целиков, сложенных из магнитоупругих пород, например железа, никел  кобальта, и т. п., магнитна  проницаемость которых измен етс  под действием сил горного давлени .

Известно устройство дл  определени  изменени  напр женно-деформированного состо ни  массива горных пород, содержащее электрические -преобразователи, подклю ценные к регистрирующей аппаратуре. Контроль осуществл ют путем пропускани  элект рического тока через породный массив и по изменению его величины или наведенного потенциала определ ют действующие напр жени  1.

Недостатком устройства  вл етс  невысока  надежность измер емых величин, поскольку трудно обеспечить посто нный контакт электродов с массивом. Кроме того, на измер емые величины больщое вли ние оказывают трещиноватость, влажность пород , их выветривание, что вносит р д цогрещностей в измерени . Применение устройства требует сложной аппаратуры и больших затрат сил и средств.

Известно также устройство дл  изучени  напр женного состо ни  ферромагнитных пород типа железистых кварцитов, содержащее электрические преобразователи, подключенные к регистрационной аппаратуре. Устройство измер ет намагниченность горных пород, котора  при одноосном сжатии измен етс  на 20-30% 2.

Недостаток устройства-магнитометра - ограниченна  область применени , т. е. оно работоспособно только при услови х, когда порода приобретает остаточную намагниченность . Кроме того, возможны ошибки в измерени х из-за неправильной ориентировки устройства по углу между направле-. нием магнитного пол  и осью быстрейшего намагничивани  пород. Точную ориентировку на практике не всегда удаетс  определить, так как на магнитный метод большое вли ние оказывает металлокрепь в выработках, а также образование зон повышенной трещиноватости вблизи контура выработок или скважин от горного давлени .

Наиболее близким к изобретению  вл етс  устройство дл  контрол  напр женнодеформированного состо ни  рудных целиков , содержащее электрический преобразователь , подключенный к регистрирующей аппаратуре 3.

Однако во врем  исследований образование вокруг скважин и выработок зон повышенной трещиноватости под действием сил горного давлени  вообще , вносит . искаженную картину в контроль напр женного состо ни  массива в целом при сн тии показаний с электродов. Поэтому судить о напр женно-деформированном состо нии целиков при длительных исследовани х указанными устройствами не представл етс  возможным.

Измерени  электрического сопротивлени  пород и руд под. нагрузками, близкими к предельным и за пределом их прочности на одноосное сжатие, показывает, что в области упругих деформаций (при нагрузках

ДО 40-SOVo от разрушающих) с ростом нагрузок сопротивление пород уменьшаетс . Затем наступает период относительной Стабилизации (при нагрузках 50-60% от разрушающих ), после чего электрическое сопротивление пород начинает резко возрастать . Такой характер изменени  сопротивле1ни  дает две одинаковые величины при равных нагрузках, что может ввести в заблуждение исследовател . Кроме того, зона стабилизации сопротивлени  пород имеет

довольно большой диапазон, а именно при нагрузках 50-60% от разрушающих. Это больша  величина погрешности в определении истинно действующих напр жений. По , скольку сопротивление пород вблизи контура выработки измен етс  в очень широких пре0 делах и зависит от влажности, трещиноватости , экранирующего действи  металлокрепи , то получить точную, объемную информацию о напр женно-деформированном состо нии целиков при помопди указанного устройства не представл етс  возможным.

Цель изобретени  - повышение точности контрол  за счет получе ж  объемной информации о напр женно-деформированном состо нии рудных целиков и упрощение монтажа и демонтажа.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройстве дл  контрол  напр женно-деформированного состо ни  рудных целиков, содержащем электрический преобразователь подключенный к .регистрирующей аппаратуре , электрический преобразователь выполнен в виде обмотки, состо щей из проводников и разъема, а обмотка размещена вокруг, контролируемой области целика, при этом. конец каждого проводника через разъем соединен с началом следующего.

На фиг. I изображено устройство, разме0 щенное в .контролируемой -области рудного целика; на фиг. 2 - соединение проводников устройства дл  контрол  напр женно-деформированного состо ни  рудных целиков.

Устройство дл  контрол  напр женнодеформированного состо ни  рудных цели5 ков состоит из электрического преобразовател  1, который выполнен в виде обмотки. Дл .этой цели используют кабель с неэкра . нирующей оболочкой, проводники которого на концах соединены с клеммами разъемов 2. При стыковке разъемов 2 друг с. другом

0 конец каждого проводника соедин етс  с началом следующего (фиг.2, где KiH,, Kt, Hi, КзНз ... КцНп соответственно конец и начало первого, второго, третьего и т. д.. Н-ого - последнего проводников. На фиг. 2 пунктиром показано соединение концов проЬ водников при стыковке клемм разъемов 2.

Таким образом, при стыковке разъемов 2

образуетс  электрический преобразователь

в виде обмотки, свободные концы которого KnHi (конец последнего и начало первого проводников) 3 соединены с измерительным мостом 4, например измерительным мостом. Измерительный мост 4 и электрические преобразователь 1 питаютс  переменным током. Мост 4 выполнен по известным схемам дл  контрол  изменени  магнитной проницаемости материала. Величину напр жени  и частоту тока принимают в зависимости .от содержани  магнитоупругих элементов в руде целика. От этого зависит также количество витков в электрическом преобразователе 1. Из выработок 5, оконтуривающих рудный целик 6, сложенный из магнитоупругих пород (железо , никель, кобальт и т. д. или их соединений ), бур т скважины 7, ограничива  область (участок) в целике, в которой намечаетс  осуществить контроль напр женнодеформированного состо ни  массива. Через скважины и выработки прокладывают электрический преобразователь 1, опо сыва  им контролируемую область целика. Стыкуют разъемы 2 и образуют обмотку, концы обмотки 3 соедин ют с измерительным MOCTOIVI 4. Дл  свободного соединени  разъемов 2 длину электрического преобразовател  | принимают немного больЩей, чем периметр конт ролируемой области целика 6. Преобразователь 1 укладывают вдоль выработок 5 плотно по стенкам с неблльшим прогибом а вертикальной плоскости. Это не вносит погрещности в измерени . : Дл  контрол  напр женно-деформированного состо ни  целиков можно использовать .различное образование обмоток преобразовател  в массиве, например выполненных по схеме дроссельного включени  в йзмерительный мост 4 (фиг. 1) или по схеме трансформаторного . включени  и как его разновидность типа прессдуктор и т. п. Дл  этого бур т скважины 7 по соответствующейсхеме их расположени  в рудном целике. Обмотки преобразовател  1 образуют как изложено, а измерени  производ т теми же мостами 4, выполненными по соответствующим схемам. Дл  устранени  температурной погрешности, если это необходимо, при измерени х используют ненагруженную область рудного массива с проложенной в ней обмоткой из такого же преобразовател  1, но включенной в компенсационное плечо моста 4.,- . Предварительно дл  каждого состава руд производ т тарировку, т. е. устанавливают зависимость изменени  )иагнитной проницаемости руды от действующих в целике напр жений, .определ   таким образом эталонную величину. Дл  этого методом разгрузки определ ют напр жени  в целике в разные периоды его нагружени . Параллельно с этим производ т отсчеты измер емых величин по мосту 4. Получив эталонные величины дл  конкретных руд, в дальнейшем пользуютс  только предлагаемым устройством , сравнива  измер емые значени  с эталонными .. При нагружении рудного целика 7 происходит изменение магнитной проницаемости руды и индуктивности всей системы (обмотка преобразовател  - целик), что вли ет на изменение полного электрического сопротивлени  преобразовател  1, питаемого переменным током.: Измерительный мост 4, соединенный проводами с преобразователем 1,. фиксирует изменение .магнитной проницаемости (магнитного сопротивлени ) целика 6. Сравнива  полученные величины с эталонными, суд т о Напр женно-деформированном состо нии контролируемого целика. Таким образом, предлагаемое устройство позвол ет без сложного оборудовани , затрат сил с высокой надежностью получать точную достоверную информацию о действующих в рудных целиках напр жени х от сил горного давлени  и судить об их состо нии. Это достигаетс  тем, что не используетс  электрический контакт с массквом , а такие его качества как трещиноватость , влажность, минеральный состав и Др. учитываютс  при измерени х комплексно, с контролируемого участка поступает объемна  информаци  о напр женно-деформированнОм состо нии целиков, котора  в целом характеризует состо ние этого участка массива . Быстрое получение информации О состо нии целиков без больших Сил выгодно отличает его от известных устройство. При этом повышаетс  производительность труда исследователей при измерени х, поскольку не требуетс  сложное оборудование и уменьшаетс  количество исполнителей. Информацию о состо нии контролируемых областей в шахтах можно передавать на пульт диспетчера , что позвол ет оперативно вмешиватьс  в технологический процесс при добыче руд.. .

З Hlf HS Нп

Лу

iI

II1

III

I

III -9 /7 i.

AAA

5 Kl Kn-1

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ РУДНЫХ ЦЕЛИКОВ, содержащее электрический преобразователь, подключенный к регистрирующей аппаратуре, отличающееся тем, что, с целью повышения точности контроля за счет получения объемной информации о напряженно-деформированном состоянии рудных целиков и упрощения монтажа и демонтажа, электрический преобразователь выполнен в виде обмотки, состоящей из проводников и разъема, а обмотка размещена вокруг контролируемой области целика, при этом конец каждого проводника через разъем соединен с началом следующего.