Устройство для контроля сжимающих напряжений в бетонной или железобетонной крепи горных выработок

Устройство для контроля сжимающих напряжений в бетонной или железобетонной крепи горных выработок

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1, УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ СЖИМАЮП1ИХ НАПРЯЖЕНИЙ В. БЕТОННОЙ ИЛИ ЖЕЖЗОБЕТОННОЙ КРЕПИ ГОРШХ ВЫРАБОТОК , содержащее корпус, выполненный из двух пластин, чувствительный элемент , размещенный внутри, корпуса и подключенный к регистрирующему прибору, отличающееся тем, что, с целью повышения-надежности контроля напряжений, пластины жестко скреплены междУ собой и в од- . ной из них выполнена центральная проточка с изолирунмдим слоем, а в другой - сквозное центральное отверстие , при этом чувствительный элемент размещен в центральных проточке и отверстии пластин. 2. Устройство по п. 1, о т л и (Л чающееся тем что чувствительный элемент выполнен из металлической пластины и шарика, которые размещена по отношенмо друг к другу с зазором, заданным тарировкой.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU „„1162971

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (2i) 3605206/22-03 (22) 10.06.83 (46) 23.06.85. Бюл. 9 23 (72) А.А.Репко, В.Н.Рева, Н.И.Чалый, В.В.Галахов и И.В.Стешова (71) Всесоюзный ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела (53) 622.35(088.8) (56) Тимофеев Б.Б. Датчик для измерения напряжений в бетоне . Труды Тбилисского научно-исследовательского института приборостроения и средств автоматизации. М., ЦИНТИЭПП, 1960.

Авторское свидетельство СССР

У 395730, кл. G 01 L 1/22, 1972.

Авторское свидетельство СССР

HI 142469, кл. С 01 В 5/30, 1961. (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ

СШИАЮЩИХ НАПРЯЖЕНИЙ В БЕТОННОЙ ИЛИ

4(51) E 21 С 39/00 Е 21 D 11 00

ЖЕЛЕЗОБЕТОННОЙ КРЕПИ ГОРНЫХ ВЫРАБО-

ТОК, содержащее корпус, выполненный иэ двух пластин, чувствительный элемент, размещенный внутри, корпуса и подключенный к регистрирующему прибору, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности контроля напряжений, пластины жестко скреплены между собой и в од- . ной из них выполнена центральная проточка с изолирующим слоем, а в другой — сквозное центральное отверстие, при этом чувствительный элемент размещен в центральных проточке и отверстии пластин.

2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем -что чувствительный элемент выполнен иэ металлической пластины и шарика, которые размещень по отношению друг к другу с зазором, заданным тарировкой.

1 11629

Изобретение относится к горнодобы= вающей промышленности, а именно к дискретным средствам контроля за состоянием монолитных бетонных и железобетонных крепей горных выработок.

Цель изобретения — повышение надежности контроля напряжений, На фиг. 1 показано устройство, общий вид; на фиг. 2 — электрическая схема подключения устройства к региср- 1g рирующему прибору; на фиг. 3 — устройство для настройки.

Устройство для контроля напряжений состоит из двух круглых плит — верхней 1 и нижней 2, стянутых винтами 15 (Hp показаны). Посередине верхней плиты 1 выполнена проточка 3, изоли рованная с помощью плоского 4 и цилиндрического 5 изояяторов. Нижняя плита 2 имеет центральное сквозное щ отверстие.

При этбм чувствительный элемент выполнен из металлической пластины 6 и шарика 7, которые размещены по отноше нию друг к другу с зазором, заданным 25 тарировкой, а для гидроизоляции устройства отверстие в верхней плите 2 закрыто пробкой 8, а в пазе верхней 1 плиты на контакте с нижней 2 плитой расположена резиновая прокладка 9.

Для устранения влияния на устройство бокового давления его боковая поверхность изолирована от бетона при помощи кольца 10 из пористого материала.

3S

Пластины 1 и 2 устройства выполнены из нержавеющего материала, например стали, причем их рабочие поверхности, наружные и внутренние, отработаны до 10-11 класса шерохо- 40 ватости, что повышает точность и объективность получаемой информации.

Электрическая схема устройства (фиг. 2) включает регистрирующий прибор 11 с контактом 6, одновремен- 45 но являющийся антенной для помех, удлиняющую RC-цепочку 13. Последняя служит для плавного наблюдения за процессом срабатывания устройства.

В качестве регистрирующего прибора 50 использован осциллограф или генератор с высокоомным входом. Электрическое питание устройства для контроля его работы осуществляется в результате влияния на привод 12, соединяющий $5 устройство с регистрирующим прибором электромагнитных волн промышленной частоты, которые для радиоприемных установок и многих измерительных устройств являются помехами.

Устройство работает следующим образом.

При проходке выработок закладывают устройство в монолитную бетонную или железобетонную крепь. При изменении напряжений в крепи в плоскости расположения устройства от исходного значения до величины шарик 7 приближается к контакту 6. При опреде— ленном "пороговом" усилии он касается его. При этом возникает короткое замыкание в электрической цепи, отмечаемое регистрирующим прибором 11 плавным уменьшением помех до полного их исчезновения на трубке осциллографа или уменьшением и срывом генерации

\ на приборе генератора благодаря ихвысокоомным входам и RC-цепочке. Поскольку токи наводок очень малы, а вход приборов 11 высокоомный, то не происходит электрической эрозии шарика 7 и контакта 6, что обес1 печивает надежные и четкие, практически без ошибок, показания устройства в целом.

Настройка устройства производится на прессе с помощью специального приспособления, схема которого приведена на фиг. 3. Приспособление включает микрометрический винт 14, прикрепленный к станине пресса, и термоэлемент 15 со спиралью 16. Термоэлемент одним KOHIJQM упирается в шарик ? устройства, а другим в микрометрический винт. Нагрузив устройство усилием Р, равным пороговому значению, шарик 7 вначале прод- вигают нри помощи микрометрического винта. Когда расстояние между шариком и контактом сокращается до 0,020,06 мм, вращение винта прекращают и включают спираль 16. При нагревании термоэлемент 15 удлиняется и плавно проталкивает глубже шарик. Момент касания шарика с контактом фиксируется при помощи регистрирующего прибо-. ра 11. После разгрузки устройства шарик приобретает относительно контакта положение, соответствующее пороговому усилию.

Предлагаемое устройство контроля сжимающих напряжений может найти широкое применение на шахтах

Донецкого бассейна, Кузбасса, Воркуты и рудниках Норильского ГМК.

1162971 4 о действующих напряжениях в крепи ствола. В данном случае ни длина проводов, ни действующие помехи не влияют на точность и надежность срабатывания устройств.

В каче стве примера конкретного использования устройства рассмотрим возможное применение его на рудниках Норильского ГМК. На руднике "Таймырский" при проходке глубоких шахтных стволов на заданной глубине в сильнотрещиноватых габбродолеритах за опалубку устанавливают рамку, в которой размещены несколько предлагаемых устройств. Поскольку 10 эти устройства относятся к категории приборов дискретного типа, то каждый из них настроен на определенные величины сжимающих напряжений, пере— крывающие ожидаемый диапазон нагру- f5

Ь зок на крепь ствола. Рамку с устрой- ствами ориентируют перпендикулярно возникновению максимальных сжимающих > напряжений и раскрепляют ее. Затем возводят железобетонную крепь ство- щ ла, а провода от контактных пластин устройств выводят на сопряжение с горизонтом 1050 м. Так как второй контакт устройства — шарик имеет электрический контакт с плитами, 25 то он является заземленным и от него вывода не требуется. На горизонте ! 050 м подключаю т ре ги с тр ирующий прибор через RC-цепочку к выводам устройств и периодически производят измерения. Со временем крепь ствола нагружается, и при достижении определенных пороговых значений устройств они начнут срабатывать. Зная величины настройки устройства, судят

Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с известным позволяет с высокой надежностью контролировать сжимающие напряжения в крепи, не прибегая к сложной регистрирующей аппаратуре и чувствительным элементам с ферромагнитными преобразователями, которые со временем изменяют свои свойства. Кроме того, устройство просто в исполнении, так как не содержит сложных преобразователей. Изменяя контактные условия между плитами, можно широко варьировать жесткость устройства. Последнее обстоятельство имеет немаловажное значение при измерении в таких сложных средах как бетон.

Устройство отличается высокой надежностью и достоверностью получаемой информации. Для его питания не нужны широко распространенные источ- ° ники питания, так как для контроля срабатывания используются электромагнитные промышленные волны, являющиеся промышленными атмосферными помехами, а соответствующее подключение устройства к регистрирующему прибору исключает электрическую аэрацию контактов.

1162971

Составитель Г.Алексеева

Редактор Е.Лушникова Техред М.Пароцай Корректор И. Розман

Заказ 4073/30 Тираж 482 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4