SU1138496A1 - Устройство дл передачи направлени подземных горных выработок с горизонта на горизонт через соединительный канал - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ НАПРАВЛЕНИЯ ПОДЗЕМНЫХ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК С ГОРИЗОНТА НА ГОРИЗОНТ ЧЕРЕЗ СОЕДИНИТЕЛЬНЫЙ КАНАЛ, содержащее оптический угломерный инструмент, установленный на верхнем горизонте, и .два поворотных зеркала, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности и упрощени  процесса ориентировани , оно снабжено оптиI ческим проекционным узлом, установленным на нижнем горизонте, укрепленной на штативах рейкой со шкалой и прорезью вдоль ее продольной оси, двум  каретками, двум  вертикальными полупрозрачными экранами с нанесенными на них вертикальными штрихами , и двум  полупрозрачными горизонтальными экранами со шкалой, делени  которой равны делени м шкалы рейки, котора  установлена горизонтально на верхнем горизонте над соединительным каналом, в прорези рейки установлены с возможностью перемещени  вдоль нее каретки, на i которых закреплены поворотные зер- . кала, вертикальные полупрозрачные (Л экраны жестко закреплены на концах рейки перпендикул рно ее горизонтальной оси, а йолупрозрачные го- . ризонтальные экраны жестко прикреплены к кареткам.

Description

1 Изобретение относитс  к области маркшейдерских измерений и может быть применено дл  ориентировани  горных выработок при разработке месторождений нолезньгх ископаемых подземным способом, а также дл  дру гих работ, св занных с ориентированием при строительстве подземньк со оружений, преимущественно дл  ориентировани  подэтажей через один вертикальный или крутонаклонный вос стающий. Известно устройство дл  ориентировани  подземных горных выработок, содержащее два вертикальных отвеса, ручные лебедки, направл ющие блоки, центрировочные тарелки и пластинки, успокоители. Отвесы размещены относительно друг друга на рассто нии н менее 0,5 м, закреплены над устьем шахты и опущены на ориентируемый го ризонт. На поверхности определ ют координаты этих отвесов и направление их створа, а на нижнем (ориенти руемом) горизонте стро т соединительный треугольник, при решении ко торого определ ют координаты третьего угла треугольника и направление первой стороны полигона ориентируемого горизонта. Недостатком этого устройства  вл етс  трудоемкость съемочных работ Кроме того, дл  ориентировани  подэтажей этот способ неэффективен, та как небольшое сечение восстающего ограничивает рассто ние между отвесами , что приводит к погрешности из меренйй. Известен также проектор направлений ПН-tM, содержаиргй зрительную трубу, на объективной части которой имеетс  оптический клин. Параллельно окул рной части зрительной трубы закреплена визирна  трубка. Трубка имеет пр моугольную призму, котора  направл ет визирные лучи трубки перпендикул рно оси зрительной трубы . В комплект прибора дл  оптического ориентировани  входит проектор направлений ПН-Ш, две шкапы на шта тивах и два сигнала, подвешиваемых на проволоку на ориентируемом гори™ зонте шахты. Дл  передачи направлени  примен етс  принцип двойных изображений, широко используемый в оптических дальномерах. При передаче направлени  прибор ПН-1М устанавливаетс  на штативе 62 над устьем ствола В околоствольном дворе закрепл ют две точки таким образом, чтобы лини , соедин юща  их,проходила посередине сечени  ствола. Действу  подъемными винтами, наклон ют визирную трубу дл  приведени  изображени  обоих сигналов в середину ее пол  зрени . Затем вращают зрительную трубу проектора до тех пор, йЪка подвижные и неподвижные изображени  не перекроют друг дру1а. В момент совмещени  изобра .жений сигналов коллимационна  плоскость , проход ща  через оси зрительной трубы и визирной трубки проектора , устанавливаетс  параллельно подземному направлению. Затем зрительную трубу поворачивают на 180 и производ т совмещение сигналов. В первом и втором случа х подземное направление закрепл етс  на поверхности двум  точками. Лини , соедин юща  их, параллельна направлению в шахте . Недостатками данного устройства  вл ютс  несовершенство конструкции, так как необходимо многократное (до 10 раз) повторение совмещений изображений дл  достижени  необходимой точности; невозможность передачи направлени  через наклонный восстающий канал. Известен также угломер - тахометр УТ-3, который содержит зрительную трубу с нит ным дальномером, угломерную часть. На трубе угломера па-. раллельно ее оси вращени  прикреплена ориентирно-дальномерна  рейка со шкалой. Дл  передачи направлени  примен етс  принцип взаимного дозировани  двух приборов, наход щихс  на разных подэтажах. После взаимного ориентировани  и совмещени  (56 раз) в поле зрени  зрительной трубы оси рейки нижнего угломера с горизонтальной нитью сетки нитей верхнего угломера берут отсчеты по угломерной части и вычисл ют дирекционный угол ориентируемой стороны как в обычном полигоне, использу  известный дирекционный угол. Дл  передачи координат высотой отметки провод т измерени  рассто ни  между точками сто ни  приборов релеткой или дальномером . Недостатками прибора  вл ютс  несовершенство конструкции, которое ведет за собой трудность в вьтолне311

ИИ точного совмещени  в поле зреи  зрительной трубы оси рейки с нитью сетки нитей, необходимость ногократного совмещени  (4-5 раз), необходимость использовани  двух однотипных приборов и дополнительного освещени  реек.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  устройство дл  передачи направлени  подземных горных выработок с горизонта на горизонт через соединительный канал, содержащее оптический угломерный инструмент, установленный на верхнем горизонте, и два поворотных зеркала.

В известном устройстве с помощью автоколлимационного теодолита измер ют углы между направлением на дневной поверхности и направлени ми нормалей к установленным в шахте двум поворотным и одному отражающему (базовому ) зеркалам, после чего, использу  зенитные рассто ни  нормалей, вычисл ют искомый азимут.

Производство работ по передаче азимута сводитс  к следующему.Установив автоколлимационный теодолит и зеркала, измер ют угол между известным направлением на дневной поверхности ц нормалью к первому поворотному зеркалу,Затем поворачивают первое зеркало таким образом , чтобы в поле зрени  теодолита был виден автрколлимационный блик от второго зеркала, и измер ют угол между базовым направлением и нормалью второго зеркала. После этого поворачивают второе зеркало до тех пор, пока автоколлимационный блик от отражающегос  зеркала не будет виден в теодолит, и измер ют угол между базовым направлением и нормалью отражающего зеркала. Измерив зенитные рассто ни  нормалей, вычисл ют искомый азимут.

Однако при передаче азимута на большие рассто ни  (50-100 м) процесс наведени  отраженного блика очень трудоемок, поворот зеркала на необходимый угол требует,дополнительных угломерных устройств, не может реализовать задачи передачи координат на ориентируемый горизонт без дополнительных операций по измерению углов и рассто ний дополнительньми приборами. Это значительно снижает точность измерений.

84964

Целью изобретени   вл етс  повышение точности передачи направлени  и упрощение процесса ориентировани .

Поставленна  цель достигаетс  тем, 5 что устройство дл  передачи направлени  подземных горных выработок с горизонта на горизонт через соединительный канал, содержащее оптический угломерный инструмент, установленный на верхнем горизонте, и два поворотных зеркала, снабжено оптическим проекционным узлом, установленным на нижнем горизонте, укрепленной на штативах рейкой со шкалой

2 и прорезью вдоль ее продольной оси, двум  каретками, двум  вертикальными полупрозрачными экранами с нанесенными на них вертикальными штрихами и двум  полупрозрачными. горизонтальными экранами со шкалой, делени  которой равны делени м шкалы рейки, ;котора  установлена горизонтально на верхнем горизонте над соединительным каналом, в прорези рейки установлены с возможностью перемещени  вдоль нее каретки, на которых закреплены поворотные зеркала, вертикальные полупрозрачные экраны жестко закреплены на концах рейки перпендикул рно ее горизонтальной оси, а полупрозрачные горизонтальные экраны жестко прикреплены к кареткам. На фиг. 1 изображена схема устройства , установленного в годной выработке на горизонте В с известной ориентацией и ориентируемом горизонте Л , на фиг. 2 - устройство на ориентируемом горизонте А, вид сверху; на фиг. 3 - фрагмент устройства, аксонометри .

Устройство состоит (фиг. 1) из оптической проекционной системы 1, содержащей лазер 2 с коллиматором 3, закрепленных на угломерной части 4,

5 линзового компенсатора 5, служащего дл  создани  ориентируемой плоскости двум  лаз.ерными лучами 6, расход щимис  под определенным параллактическим углом с(данна  плоскость

0 перпендикул рна оси вращени  проекционной части) и рейки 7 со шкалой 8 (фиг. 3), закрепленной с помощью триггеров 9 на штативах 10 (фиг. 1). Устройство включает также два поворотных зеркала 11 и 12, выполненных с возможностью перемещени  вдоль рейки, и два полупрозрачных экрана 13 и 14, расположенных друг от друга на фиксированном рассто нии и имеющих по одному вертикальному штриху 15 (фиг. 1 и 3), Экраны служат дл  обозначени  световых визирных целей например точки С иС. В рейке выполнена прорезь 16, в которой установлены с возможностью перемещени  вдоль нее две каретки 17 и 18, с ко торыми жестко соединены дополнитель ные полупрозрачные экраны 19 и 20. Дп  горизонтальной установки рейки примен етс  круглый уровень 21, Дп  передачи направлени  и решени  задачи примыкани  устройство имеет отвес 22 на нижнем горизонте и теод лит 23, устанавливаемый на верхнем горизонте. Устройство работает следующим об разом. Лизерный проектор 1 центрируют над точкой В (дирекционный угол сто роны АВ известен) и ориентируют его на точку А по средствам наведени  двух лазерных лучей 6 (плоскости проектировани ) на отвес 22. Вращением прибора в вертикальной и горизонтальной плоскост х устанавливают его так, чтобы оба луча 6 (плосkoCTb проектировани ) выходили на верхний горизонт А, при этом берут отсчеты по угломерной части 4. Таки образом ,ориентируема  плоскость име дирекционный угол, определ емый по формуле ± 180 ( ВС) (АВ) + /SA где ВС - направление ориентируемой плоскости; АВ -. известное направление; Лд - угол поворота ориентируемой плоскости. Ориентируема  плоскость опираетс  на линию CD - дирекционный угол, ко торый равен дирекционному углу ВС. На ориентируемом горизонте закрепл ют рейку 7 и устанавливают горизонтально по уровню 21, причем лазерные лучи 6 должны проходить через прорезь 16.Передвига  зеркала 11 на каретках 17 и враща  их вокруг своих осей,добиваютс  попадани  лазерных лучей на экраны 12 и 13. Перемещением рейки 7 в горизонтальной плоскости совмещают лазерные марки со штрихами 15 эк12 и 13. Таким образом, фиксиранов руетс  лини  CD с дирекционным углом определ емым по формуле (1). Далее в точке Е устанавливают теодолит 23 изиру  на точки.С и D, решают чу примыкани  способом соедининого треугольника CDE, определ ирекционньй угол DE или СВ, а м EF. ысотна  отметка (Hg + Н) точек D определ етс  из формулы h + i + d превьшение точки С или D над точкой В; высота инструмента; рассто ние от плоскости рейки до световых марок наэкране; рассто ние от центра вращени  прибора до плоскости рейки. ассто ние h определ етс  из улы / а tЧ 1l 4eeinci-(-a5in(ot--y-j , (З) дв - посто нна  оптической системы коллиматор - линзовый компенсатор; м - рассто ние от линзового компенсатора до точки К на рейке; d. - угол наклона (беретс  по вертикальному лимбу прибора) с - параллактический угол линзового компенсатора. ассматрива  треугольник OKN, дел ют величину по формуле где b рассто ние между лазерными марками на рейке. Дл  определени  величины Ъ необходимо переместить обе каретки 17 и 18 рейки до по влени  на дополнительных экранах 19 и 20 (фиг. 3) лазерных марок. Экраны 19 и 20 жестко соединены с каретками 17 и 18 и имеют делени , совпадающие с делени ми шкалы рейки. По шкалам экранов и рейки определ ют рассто ни  между лазерными марками. Реша  уравнени  2-4, находим высотные отметки точки С и D. Использу  данные вычислений и измерений, определ ют координаты точек Е и F как в обычном полигоне. Дл  этого необходимо вычислить координаты точек ,С и D, определив сначала координаты точки О по формулам, известным из геодезии Х|, Хц+дХд ЛХр :Лесо5с со5 (CD) ДЧ дгсо5оСз1п(СВ). Координаты точек К и N будут со ответственно равны ДХ o,co5(ot--7-)(Cl) к и 14 (ч Z / (.-y)sin(tD) ( cos (CD) . ) Направление (KN) равно ( KN) .(CD) - 180 ot , тогда пр моугольные координаты точ С и D будут соответственно равны ДХ -(КС)cos(DC) uYj CKC)sin(DC) )cos(ND) u V ДУ (ND)sih(ND). Использу  предлагаемое устройст операци  ориентировани  в .отдельны случа х может быть вьшолнена други способом. После наведени  лазерных марок на штрихи 15 экранов 12 и 13 (фиг. 3) имеетс  возможность проектировани  лазерных лучей посредством зеркал 11 и 12 (фиг. 2) на стенки выработки в точки, расположенные на предельно возможном удалении от рейки , например в точки 1 и II. Закрепив точки I и II, имеем ориентированную в пространстве линию определенной длины L. Координатыточек I и II определ ют, аналогично использу  формулы 5-7. Погрешность ориентировани  Мр устройства составл ет приблизительно 3,5 . Таким образом, использу  предлагаемое устройство дл  ориентировани  подземных горных выработок, можно более точно определить параметры горных выработок. Кроме того, устройство позвол ет уменьшить временные затраты на производство работ по ориентированию горных выработок за счет исключени  выставлени  зеркал по автоколлимационному теодолиту, а также исключение дополнительных угломерных измерений. Использование устройства позволит снизить потери руды или разубоживание при камерной обработке месторождени  полезного ископаемого.

If, Iff //j f/k f.f l/ I////i

a

7 12 гтк

Фиг2

К