SU1758397A1

SU1758397A1 - Device for measuring ceiling thickness above rock cavity

Info

Publication number: SU1758397A1
Application number: SU904841625A
Authority: SU
Inventors: Виктор Павлович Яцук; Василий Иванович Аксененко; Илья Германович Ткачев
Original assignee: Всесоюзный научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела
Priority date: 1990-06-25
Filing date: 1990-06-25
Publication date: 1992-08-30

Abstract

Изобретение относитс к подземной разработке полезных ископаемых и строительству подземных сооружений и может быть использовано Дл измерени толщины потолочины над полост ми в горных породах . Цель изобретени - упрощение конструкции и снижение трудоемкости измерений. Устройство содержит измерительный наконечник в виде цилиндра 1, один торец которого выполнен в форме полусферы , а другой заострен в виде конуса. Закругленным концом цилиндр 1 прикрепл етс к гибкому мерному подвесу 2, на котором Спускаетс в скважину 3, перебуривающую потолочину 4 насквозь, вручную или с помощью реверсивного механизма 5 передвижени . При введении цилиндра 1 в скважину 3 его переворачивают таким образом, чтобы прикрепленный к подвесу 2 закругленный конец цилиндра 1 находилс внизу и он зан л бы 9 сквзжине 3 наклонное положение. По переворачиванию цилиндра 1 фиксируют толщину потолочины 4 по длине опущенного в скважину 3 на этот момент подвеса 2. 1 ил. 1Л СThe invention relates to underground mining and the construction of underground structures and can be used to measure the thickness of the ceiling above cavities in rocks. The purpose of the invention is to simplify the design and reduce the complexity of the measurements. The device contains a measuring tip in the form of a cylinder 1, one end of which is made in the form of a hemisphere, and the other is pointed in the form of a cone. The rounded end of the cylinder 1 is attached to the flexible measuring suspension 2, on which it descends into the well 3, re-drilling the ceiling 4 through, manually or by means of the reversing movement mechanism 5. When the cylinder 1 is inserted into the well 3, it is turned over so that the rounded off end of the cylinder 1 attached to the hanger 2 is at the bottom and it would occupy 9 the squeegee 3 in an inclined position. By turning the cylinder 1, fix the thickness of the ceiling 4 along the length of the suspension 2 lowered into the well 3 at this point 2. 1 sludge. 1Л С

Description

Изобретение относится к подземной разработке полезных ископаемых и строительству подземных сооружений и может быть использовано для непосредственного определения изменяющейся во времени толщины потолочины над горными выработками и выработанными пространствами, карстовыми и другими пустотами в горных породах и т.п.The invention relates to underground mining and the construction of underground structures and can be used to directly determine the time-varying thickness of the ceiling above the mine workings and mined spaces, karst and other voids in the rocks, etc.

Известно устройство для определения размеров полостей в грунтовом массиве, содержащее наращиваемую секционную направляющую трубу с измерительной шкалой на ней, которая опускается в скважину, пробуренную в полость, прикрепленный к трубе шарнирно-рычажный измерительный механизм с телескопическим рычагом, на конце выдвижной секции которого установлен тензодатчик, фиксирующий момент касания рычагом стенки или почвы (днища) полости, и реверсивный привод с гибкой тягой, посредством которой приводится в действие измерительный механизм. ·· Недостатками этого устройства являются его конструктивная сложность, отсутствие фиксаций момента выхода измерительного механизма из скважины в полость, в результате чего с его помощью возможно только опосредованное измерение толщины потолочины над полостью (как величины разности между расстоянием от верхних направляющих трубы до дна полости и размером полости по оси скважины), а такжё значительный вес направляющего става трубы, что делает проблематичной возможность наращивания этого става при глубине скважины в несколько десятков, а тем более сотен метров без применения дополнительного устройства, удерживающего став труб на весу при опускании в скважину (инвентарную гибкую тягу, проходящую внутри Става, использовать для этого невозможно).A device for determining the size of the cavities in the soil mass, containing a stackable sectional guide pipe with a measuring scale on it, which is lowered into the well drilled into the cavity, is attached to the pipe articulated lever measuring mechanism with a telescopic arm, at the end of the sliding section of which a load cell is installed, the fixing moment of the lever touching the wall or soil (bottom) of the cavity, and the reversing drive with flexible traction, through which the measuring mechanism is actuated. ·· The disadvantages of this device are its structural complexity, the lack of fixation of the moment the measuring mechanism exits from the well into the cavity, as a result of which only indirect measurement of the thickness of the ceiling above the cavity is possible (as the difference between the distance from the upper pipe guides to the bottom of the cavity and the size cavity along the axis of the well), as well as the significant weight of the guide pipe stand, which makes it difficult to build this pipe at a well depth of several dozen And furthermore hundred meters without the use of an additional device for holding pipes becoming weight during lowering into the borehole (inventory flexible rod extending inside Stava use for this impossible).

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для измерения толщины Потолочины, содержащее мерный элементе виде набора составных досылочных штанг определенной длины и измерительный наконечник, укрепляемый на головной штанге, который перемещается по пробуренной в потолочине насквозь скважине посредством наращивания става досылочных штанг и фиксирует момент выхода из скважины в пустоту (выработанное пространство) с помощью откидывающихся подпружиненных рычагов с электроконтактами на них, включающими сигнальную лампочку.Closest to the proposed is a device for measuring the thickness of the Ceilings, containing a measuring element in the form of a set of composite posting rods of a certain length and a measuring tip mounted on the head rod, which moves through the hole drilled through the ceiling by increasing the set of posting rods and fixes the moment of exit from the well into emptiness (worked out space) with the help of reclining spring-loaded levers with electrical contacts on them, including a signal light.

Недостатком известного устройства является трудоемкость его изготовления ^ особенно использования (монтаж и демонтаж става досылочных штанг) при значительной толщине потолочины (десятки и сотни метров), а также потребность в переносной электропроводке и источнике тока.A disadvantage of the known device is the complexity of its manufacture ^ especially use (installation and dismantling of the staging rod set) with a significant thickness of the ceiling (tens and hundreds of meters), as well as the need for portable wiring and a current source.

Целью изобретения является упрощение конструкции устройства и снижение трудоемкости измерений при обеспечении достаточной надежности фиксации момента выхода измерительного наконечника из скважины в пустоту (полость).The aim of the invention is to simplify the design of the device and reduce the complexity of the measurements while ensuring sufficient reliability of fixing the moment of exit of the measuring tip from the well into the void (cavity).

Указанная Цель достигается тем, что в качестве м&рного элемента использован гибкий подвес в виде мерной ленты или троса, а измерительный наконечник выполнен в виде цилиндра, один торец которого, прикрепленный к подвесу, выполнен в виде полусферы, а другой торец имеет коническую форму с острым углом а при вершине, определяемым из соотношения sin а/2 < 0.8Д/1, где Д - диаметр пробуренной в-потолочине скважины;This goal is achieved in that a flexible suspension is used as a measuring element in the form of a measuring tape or cable, and the measuring tip is made in the form of a cylinder, one end of which, attached to the suspension, is made in the form of a hemisphere, and the other end has a conical shape with an acute angle and at the apex determined from the ratio sin a / 2 <0.8D / 1, where D is the diameter of the drilled in-well borehole;

I - длина измерительного наконечника.I is the length of the measuring tip.

На чертеж© представлено предлагаемое устройство.The drawing © shows the proposed device.

Измерительный наконечник 1 выполнен в виде цилиндра из тяжелого металла, например стали или латуни. Один торец цилиндра имеет форму полусферы, а другой заострен в виде конуса. Закругленным концом наконечник 1 прикрепляется к гибкому мерному элементу (подвесу) 2, например мерной ленте или тросу. Длина I наконечника 1 принимается в пределах (2,0-2,5)Д, где Д - диаметр скважины 3, пробуренной насквозь в потолочине 4, а толщина (диаметр) d наконечника 1 - не более 1 /3 величины Д. Угол заострения а конусообразного торца наконечника 1 определяется из выражения sin «/2 < 0.8Д/1.The measuring tip 1 is made in the form of a cylinder of heavy metal, such as steel or brass. One end of the cylinder has the shape of a hemisphere, and the other is pointed in the form of a cone. The tip 1 is attached with a rounded end to a flexible measuring element (suspension) 2, for example a measuring tape or cable. The length I of tip 1 is taken in the range (2.0-2.5) D, where D is the diameter of the well 3 drilled through through the ceiling 4, and the thickness (diameter) d of tip 1 is not more than 1/3 of the value D. The angle of taper and the conical end face of the tip 1 is determined from the expression sin «/ 2 <0.8 D / 1.

Такие геометрические соотношения обусловлены условиями работоспособности устройства; при больших значениях d не будет создаваться необходимого перекоса наконечника в скважине, а при значениях угла а больше указанного наконечник 1 при поддерживании кверху не распирается в стенку скважины, а скользит по ней наподобие лыжи. При этом диаметр Д скважины 3 может составлять от 75 до 200 мм и более. Тогда, например, при Д=100 мм, 1=250 мм, d=30 мм, а =35°.Such geometric relationships are due to the health conditions of the device; with large values of d, the necessary skew of the tip in the well will not be created, and with values of the angle a greater than the specified tip 1, while being supported upward, does not burst into the wall of the well, but slides along it like a ski. Moreover, the diameter D of the well 3 may be from 75 to 200 mm or more. Then, for example, at D = 100 mm, 1 = 250 mm, d = 30 mm, a = 35 °.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

При введении измерительного наконечника 1 в скважину 3 его переворачивают так, чтобы прикрепленный к подвесу 2 его конец находился внизу и наконечник 1 принял бы в скважине 3 наклонное положение. Затем наконечник 1 спускают в скважину 3 вручную или с помощью реверсивного механиз^ма перемещения, например ворота 5, периодически поддергивая подвес 2 кверху. При этом пока наконечник 1 находится в скважине 3, он вследствие перекоса при поддергивании распирается между ее стенками и оказывает ощутимое сопротивление подъему. Как только наконечник выйдет из скважины 3 в пустоту (полость) б, он под действием силы тяжести переворачивается заостренным торцом вниз, после чего поднимается вверх по скважине 3 свободно. Это позволяет фиксировать толщину потолочины 4 по длине опущенного в скважину мерного элемента (подвеса) 2 на момент выхода наконечника 1 в полость 6.When the measuring tip 1 is inserted into the well 3, it is turned over so that its end attached to the suspension 2 is at the bottom and the tip 1 would take an inclined position in the well 3. Then, the tip 1 is lowered into the borehole 3 manually or by using a reverse movement mechanism, for example, gate 5, periodically supporting the suspension 2 upward. At the same time, while the tip 1 is in the borehole 3, due to a skew, when supported, it bursts between its walls and renders tangible resistance to the rise. As soon as the tip leaves the borehole 3 into the void (cavity) b, it is turned by the force of gravity with its pointed end down, after which it rises up the borehole 3 freely. This allows you to fix the thickness of the ceiling 4 along the length of the measuring element (suspension) 2 lowered into the well at the time of the tip 1 in the cavity 6.

При значительной толщине потолочины измерение целесообразно производить дважды - в первый раз с точностью до 10 м (поддергивая подвес 2 вверх через каждые 10 м), а во второй раз, на последнем десятке метров - с требуемой точностью. Реверсивный механизм перемещения при этом мо- жет быть снабжен счетчиком числа оборотов.With a significant thickness of the ceiling, it is advisable to measure twice - for the first time with an accuracy of 10 m (supporting the suspension 2 upwards every 10 m), and a second time, at the last ten meters - with the required accuracy. The reversing movement mechanism can be equipped with a speed counter.

Простота устройства обеспечивает высокую его эксплуатационную надежность, а отсутствие необходимости монтажа й де5 монтажа става измерительных досылочных штанг обуславливает значительное снижение трудоемкости при работе с ним.The simplicity of the device ensures its high operational reliability, and the absence of the need for installation and de5 installation of a stave of measuring delivery rods causes a significant reduction in the complexity of working with it.

Claims

Claim

A device for measuring the thickness of a thickness of 10 over a cavity in a rock, containing a measuring element, a measuring tip fixed to its end, designed to be lowered into a pit in the rock, and a reversing mechanism for moving the measuring element 15, distinguished in order to simplify the design and reduce the complexity of measurements, the measuring element is made in the form of a flexible suspension, and the measuring tip is in the form of a cylinder, one end of which is hemispherical and connected to the end of the flexible suspension, and the other end to canonically with a sharp angle at the top and is designed to interact with sten25 hell pit.