Устройство для определения деформации массива горных пород

Устройство для определения деформации массива горных пород

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано в маркшейдерской технике и других отраслях народного хозяйства, связанных с проведением высокоточных измерений на местности. Цель изобретения - повышение точности определения деформаций массива горных пород. Устройство содержит подвижный и неподвижный реперы, соединенные гибкой измерительной тягой с грузом. Тяга связана с датчиком линейных перемещений. Последний состоит из подключенного к линии связи геркона и закрепленного в корпусе бэрабална, поджимаемого по окружности спиральной пружиной с намотанной на него магнитной лентой с ферромагнитным слоем . В соприкосновении с лентой находится блок магнитных головок, имеющий возможность перемещения вдоль ленты с помощью исполнительного механизма, выполненного в виде электромагнита. Ферромагнитный слой на ленте имеет неоднородную намаг-ч ниченность по длине в виде позиционного кода. Лента прикреплена одним концом к измерительному тросику который закреплен на гибкой тяге. На барабане смонтированы постоянные магниты геркона с возможностью взаимодействия их магнитного поля с герконами. Выходы магнитных головок соединены со звеньями временной задержки, которые подключены к усилителю , соединенному своим выходом с диспетчерским пунктом посредством линии связи. При измерениях блок магнитных головок может перемещаться вместе с рамкой в обойме на величину длины импульса намагниченности . При этом магнитные головки считывают информацию. 2 ил. In t: о 00 о CJ

«ОК13 СОПЕ1«КИХ

СОЦИАЛИСГИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sl)s Е 21 С 39/00

ГОСУДАРCTBЕ ННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

Г1РИ ГКНТ СССР

:iÜ1 "NЦ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4682725/03 (22) 22,03.89 (46) 23,10.91. Бюл. ¹ 39 (71) Свердловский горный институт им. В.В.Вахрушева (72) В.Л.Лядский, Б.Д.Половов и А.К.Мартынов (53) 622.23.05(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1581841, кл. Е 21 С 39/00, 25.01.88.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1245703, кл. Е 21 С 39/00, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ДЕФОРМАЦИИ MACCMBA ГОРНЫХ ПОРОД (57) Изобретение относится к горному делу и может быть использовано в маркшейдерской технике и других отраслях народного хозяйства, связанных с проведением высокоточных измерений на местности. Цель изобретения — повышение точности определения деформаций массива горных пород.

Устройство содержит подвижный и неподвижный реперы, соединенные гибкой измерительной тягой с грузом, Тяга связана с датчиком линейных перемещений, ПоследИзобретение относится к горному делу и может быть использовано в маркшейдерской технике и других областях народного хозяйства, связанных с проведением высокоточных измерений на местности.

Цель изобретения — повышение очности определения деформаций массива горных пород.

„„SU „„1686163 А1 ний состоит из подключенного к линии связи геркона и закрепленного в корпусе барабана, поджимаемого по окружности спиральной пружиной с намотанной на него магнитной лентой с ферромагнитным слоем. В соприкосновении с лентой находится блок магнитных головок, имеющий возможность перемещения вдоль ленты с помощью исполнительного механизма, выполненного в виде электромагнита. Ферромагнитный слой на ленте имеет неоднородную намагниченность по длине в виде позиционного кода, Лента прикреплена одним концом к измерительному тросику, который закреплен на гибкой тяге. На барабане смонтированы постоянные магниты геркона с возможностью взаимодействия их магнитного поля с герконами. Выходы магнитных головок соединены со звеньями временной задержки, которые подключены к усилителю, соединенному своим выходом с диспетчерским пунктом посредством линии связи.

При измерениях блок магнитных головок может перемещаться вместе с рамкой в обойме на величину длины импульса намагниченности. При этом магнитные головки считывают информацию, 2 ил.

На фиг.1 приведено устройство, расположение на карьере; на фиг.2-схема датчика смещения горных пород.

Устройство (фиг.1) содержит подвиж. ный 1 и неподвижный 2 реперы, соединенные измерительной тягой 3, Один конец измерительной тяги 3 закреплен жестко на подвижном репере 1, а другой конец пропущен через блоки 4 подвижного репера 2 и прикреплен к свободно висящему грузу 5.

1686163

На неподви>кном репере 2 установлен в скважине датчик 6 смещения горных пород, KoTopblA включдРт (фиг.2) Kopf1 с 7 с эакрРпленными на нем осью 8 барабаном 9, обой мой 10 и роликами 11, магнитной лентой 12, один конец которой прикреплен к измерительному тросику 13, который прикреплен хомутом 14 к проволочной измерительной тяге 3, а второй конец ленты прикреплен к барабану 9, на который она намотана, Внутри барабана 9 располагается спиральная пружина 15, один конец которой прикреплен к оси 8 барабана, а другой — к барабану

9. Измерительный тросик 13 проходит сквозь уплотнитепьную муфту 16, а магнитная лента 11 стороной, покрытой слоем ферромагнетика 17, находи гся в соприкосновении с блоком магнитных головок 18, собранных в рамке 19, которая помещена в обойме 10 и прижата к ее стенке пластинчатой пружиной 20, при этом рамка

19 имеет возмо>к ость перемещения внутри обоймы 10 вдоль нее. На обойме 10 закреплен рычаг 21 с воэможностью вращения вокруг оси. Рычаг 21 снабжен кулачком 22, который прй крайнем нижнем поло>кении соприкасается с рамкой 19. В точке C рычага

21 прикладывается механическое усилие F, которое может быть создано, например, электромагнитным, пневматическим, механическим устройством, Для этой цели лучше всего использовать электромагнит 23. Последний соединен с диспетчерским пунктом проводной линией или радиосвязью, Предварительно на ферромагнитный слой 17 магнитной ленты 12 наносятся импульсы намагниченности в виде позиционного кода на отдельных дорожках. Размеры импульса намагниченности на ферромагнитном слое 17 зависят от величины линейных измерений смещения горных пород, которая, как правило, не превышает 5 м, и от необходимой точности измерения, В пределах импульса, нанесенного на ферромагнитный слой 17 ленты 12, намагниченность должна дости ать оптимального уровня для данных ферромагнитного слоя и магнитных головок 18, При измерениях GfioK магнитных головок l8 Мо>КВТ перемещаться вместе с рамкой 19 в обойме 10 на величину длины импульса намагниченности. При . этом магнитные головки 18 считывают информацию (например, наличие ЗДС на выходе головки соответствует "1", а ее отсутствие соответственно "0"), Количество магнитных головок 18 зависит от величины смещения массива горных пород и от требуемой точности измерений, информация на ферромагнитном слое 17.записывается в Виде импульсов намагниченности в двоичном или ином позиционном коде. Блок магнитных головок 18 представляет собой несколько однотипных магнитных головок, подобных по конструкции и применяемых в

5 запоминающих устройства", ЭВМ, Магнитные головки 1" подсоединены к вторичной аппаратуре, которая для представления информации в виде последовательного во времени кода содержит звенья

10 24 задержки, например, RC-типа. Каждое звено задержки осуществляет сдвиг сигнала каждой головки по отношени о к предшествующей на.величину выбранного шага дискретизации r, который можно опреде15 лить по формуле: г= R Ctn(- — ), 1-1п Uc

UR где R,C — значения величины сопротивлений и емкости RC-звена;

20 U — подаваемое постоянное напряжение;

Uc — мгновенное значение импульсного напряжения, снимаемого с датчика.

Выход каждого RC-звена соединены с усилителем 25, расположенным на датчике

6. В корпусе 7 датчика смещения горных пород 6 расположен= аппаратура. Коммутация электрических целей датчика 6 с линией связи осуществляется с помощью

30 разьема 26.

На барабане 9 также закреплены постоянные магниты 27 с воэмо>хностью воздействия их магнитного поля с расположенным неподвижно на репере 2 герконом 28.

35 Количество постоянных магнитов 27 выбирается исходя из заданной максимально допустимой величины смещения горных пород. При подсоединении устройства к диспетчерскому пункту с помощью проводной

40 линии связи геркон 28 соединен с линией связи непосредственно, а при использовании радиопередающей связи геркон 28 подключен к радиопередающему узлу через аварийный генератор (не показано).

В качестве радиопередающаго уэл могут быть использованы выпускаемые I1poмышленностью малогабаритные радиостанции, ооеспечивдющие связь в диапазоне

30 МГц на расстояния до 5 км.

50 Диспетчерский пункт для обработки полученной информации может содержать вычислительное устройство и магнитофонный записывающиЙ блок, а также устройство аварийной сигнализации.

55 Устройство функционирует следующим образом, С диспетчерского пункта в нужный момент времени подают по линии связи на вход датчика 6 электромагнитный импульс.

1686163

В датчике 6 импульс поступает на обмотку электромагнита 23. В результате якорь электромагнита 23 втягивается под воздействием силы F, рычаг 21 проворачивается вокруг оси и кулачок 22 рычага 21 надавливает нэ 5 рамку 19, которая преодолевает сопротивление пластинчатой пружины 20.

При прекращении воздействия силы F на рычаг 21 пружина 20 возвращает рамку

19 с блоком магнитных головок 18 в исход- 10 ное положение.

Блок магнитных головок 18 фиксирует неоднородность напряженности на ферромагнитном слое 17 магнитной ленты 12, на выходе магнитных головок получают ЭДС, 15 которая преобразуется звеньями 24 задержки в последовательный цифровой код, снимаемый с выхода каждого датчика 3, соответствует положению рабочих зазоров магнитных головок в точке Б. Зная первона- 20 чальное положение А блока магнитных головок 18 на магнитной ленте 12 и его последующее положение Б, можно определить расстояние АБ =1, которое будет соответствовать смещению горных пород. 25

При работе можно использовать сигналы с блока магнитных головок 18 как получаемые при подаче на рычаг 21 усилия F, так и получаемые после его прекращения, в результате возвращения блока магнитных го- 30 ловок в исходное положение, Полярности зтих импульсов будут противоположными.

Последовательный цифровой код в виде электромагнитных импульсов усиливается усилителем 25 и поступает по линии связи 35 на магнитофонное устройство и на вычислительное устройство диспетчерского пункта.

При смещении массива горных пород свыше установленной величины один из магнитов 27 замкнет своим магнитным по- 40 лем контакты геркона 28.

Если использована проводная линия связи. то чстройство аварийной сигнализации срабатывает за счет падения сопротивления линии, а если использована радиосвязь, то в качестве линии связи геркон 28 своими контактами замыкает пусковук, цег:ь аварийного генератора, который вь)рабатывает сигнал, передаваемый на диспет,ерский пункт, при поступлении которого срабатывает устройство аварийной сигнализации.

Формула изобретения

Устройство для определения деформации массива горных пород, Включа)ощее диспетчерский пункт, подвижный I» ..ВподВижный реперы, соединенные гибкой змерительной тягой с грузом, которая свлза))а с датчиком линейных перемещений, о г л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, датчик содержит закрепленные в корпусе геркон, подкло )енный к линии связи, подпружиненный барабан с магнитной лентой, на которую нанесен ферромагнитный слой и которая имеет возможность соприкасаться с блоком магнитных головок, а последние размещены с возможностью перемещения вдоль ленты с помощью исполнительного механизма, выполненного B виде электромагни-" та, причем ферромагнитный слой M3iíè÷ ной ленты имеет неоднородную намагниченность по длине в виде позиционного кода, при этом лента прикреплена одним концом к измерительному тросику, который 33Kopi)rен на гибкой измерительной тяге, а на барабане закреплены постоянные магниты геркона с возможностью взаимодействия их магнитног0 поля с контактами геркона, причем выходы магнитных головок соединень) со звеньями временной задержки, которые подключены к усилителю, соединенному сВоим ВыхОдОм с диспетчеоским пунктом посредством линии связи, 1686163

Составитель М. Китайская

Техред М,Моргентап Корректор Н, Король

Редактор Е. Папп

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3585 Гираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР l13O35, Москва, )K-35, Раушская наб., 4/5