Устройство для измерения смещений горных пород

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 4 Е 2 С 39 0 ОСУДАРС О ДЕЛА О НИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Ленинградский горный институт им. Г. В. Плеханова(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СМЕЩЕНИЙ ГОРНЫХ ПОРОД(57) Изобретение относится к области горного дела и позволяет повысить надежность и безопасность измерений. Устр-во содержит нижний 1 и верхний 2 реперы, закрепленные в почве и кровле выработки. Одним концом к реперу 1 прикреплена лента 4, огибающая шкив (Ш) 3, а другим концом она связана с грузом 5. На Ш 3 установлен датчик перемещения в виде уголкового отражателя (УО) 6 и поляризатора 7. С целью ЯО 128829 расширения диапазона измерений репер 2 снабжен светоотражающей меткой 9, на ленте 4 установлены такие же метки 8 с интервалом, равным длине окружности Ш 3. Регистрирующий прибор выполнен в виде насадки на зрительную трубу теодолита (ЗТТ) с лимбом, осветителя и анализатора. Последний установлен с возможностью вращения вокруг оптической оси ЗТТ, которая параллельна оптической оси осветителя, а расстояние между ними не превышает линейной апертуры УО 6. При смещении горных пород изменяется расстояние между реперами 1 и 2. При этом Ш 3 вместе с УО 6 поворачивается вокруг своей оси, а метки 8 перемещаются относительно метки 9, Число целых оборотов Ш 3 определяется с помощью ЗТТ по положению меток. Угол поворота Ш 3 определяется по лимбу методом гашения света. Разность между двумя отсчетами является приращением смещения горных пород в угловой величине за интервал между этими отсчетами. Зная диаметр Ш 3, переходят от угловых величин к линейным.4 з.п.ф-лы, 5 ил.Цель изобретения - повышение надежности и безопасности измерений, расширение диапазона измерений.На фиг.1 показаны репер с поляризатором и уголковым отражателем; на фиг.2 - шкив с уголковым отражателем, разрез; на фиг.З - регистрирующий прибор; на фиг.4 - измерительная насадка регистрирующего прибора; на фиг.5 - анализатор с лимбом,Устройство для измерения смещений горных пород содержит нижний 1 и верхний 2 реперы, закрепленны в почве и кровле выработки (фиг.1), шкив 3, который огибает металлическая лента 4, прикрепленная одним концом к реперу 1, а другим - к грузу 5, На шкиве 3 (фиг.2) закреплен датчик перемешения в виде уголкового отражателя 6 и поляризатора 7. К ленте 4 прикреплены светоотражаюцие метки 8 из цветной пленки, а к реперу 2 - метка 9 из такой же пленки, Интервал между метками 8 равен длине окружности шкива 3.Регистрирующий прибор (фиг.З) выполнен на основе теодолита 10 путем установок на его зрительную трубу (не показана) измерительной насадки 11 и осветителя 12. Осветитель 12 закрепляется на зрительной трубе теодолита с помощью хомута 13 и гнезда 14. В корпусе осветителя 12 установлен проекционный объектив 15, головной шахтный светильник 16, перископическая зеркальная система, состоящая из зеркал 17 и 18, установленных под углом 45 к оптической оси осветителя, и зашитное стекло 19.Измерительная насадка 11 фиксируется зажимом на зрительной трубе после установки ее по цилиндрическому уровню 20, ось которого перпендикулярна направлению пропускания анализатора, В корпусе измерительной насадки (фиг.4) установлен червяк 21, входяший в зацепление с червячным колесом, имеющим лимб 22 с двумя шкалами. Начала шкал диаметрально противопложны и совпадают с направлением, показанным стрелкой 23 (фиг,5), пропускания анализатора 24. Последний установлен с возможнсотью врашения вокруг оптической оси зрительной трубы теодолита, снабженного лимбом 22, при этом оптические оси зрительной трубы и осветителя параллельны, а расстояние между ними не превышает апертуры уголкового отражателя 6.Шкалы лимба 22 предназначены для грубого отсчета, а шкалы ручки 25 вращения червяка - для точного отсчета угла поворота анализатора 24, закрепленного в лимбе.Каждая из шкал лимба 22 содержит 50 делений. При червячной передаче 1;20 точность отсчета составит -- д - от половины Изобретение относится к горному делу и предназначено для дистанционного измерения смешений горных пород в труднодоступных местах и в выработках, опасных по газу и пыли. 5 1 О 15 20 25 30 35 40 45 5 О 55 оборота анализатора, т. е. 0,18 или примерно 10.После установки насадки по уровню 20на зрительную трубу теодолита и выставления шкал грубого и точного отсчета на нуль,направление пропускания анализатора станет перпендикулярным оси уровня 20 насадки, т. е. перпендикулярным к горизонтали.Таким образом, начало отсчета привязывается к горизонтальной плоскости, а регистрирующий прибор тем самым может сниматься с места, переноситься, устанавливатьсядля повторных измерений или заменятьсядругим.Устройство работает следуюшим образом.Предварительно в местах измерения смещений горных пород монтируют реперныеустройства со шкивами, в которых закреплены поляризатор и уголковый отражатель.Шкивы с отражателями и, следовательно,метки из светоотражаюшей пленки ориентируют отражающими плоскостями в ту сторону, где устанавливается регистрирующийприбор. Точной ориентировки при этом нетребуется, так как угловая апертура уголкового отражателя с поляриодом составляеттелесный угол + 30 от нормали к их плоскости.В дальнейшем доступа к местам измерений может не быть. Измерения проводятдистанционно. Для этого в доступном участке, например в штреке, устанавливают натреноге по уровню теодолит с насадкой инаправляют луч света в зону измерений,например в незакрепленную выработку большого сечения. Зтрительную трубу теодолитанаводят на видимый по блеску отражатель. Сфокусированный осветителем световой луч падает на уголковый отражатель,отражается им строго параллельно падающему лучу и, пройдя через поляризатор,линейно поляризуется. Направление поляризации совпадает с направлением пропускания света поляризатором,Интенсивный отраженный луч линейнополяризованного света падает на вход зрительной трубы теодолита, проходит анализатор и попадает в глаз наблюдателя с интенсивностью, пропорциональной в соответстеиис законом Малюса квадрату косинуса угламежду направлениями пропускания поляризатора и анализатора. При совпадении этихнаправлений свет проходит поляризатор ианализатор полностью. Если угол между ними равен 90 (поляризатор и анализатор скрещены), то свет гасится. Эти экстремальныеположения повторяются через каждые 180,Измерения проводят по методу гашения. Поворачивают анализатор до момента гашениясвета и берут отсчет по лимбу.Если горные породы смещаются, то изменяется расстояние между реперами 1 и 2(фиг,1), например, между почвой и кровлей,шкив вместе с отражателем поворачиваетсявокруг своей оси, а метки 8 перемешают ся относительно метки 9. Число целых оборотов шкива определяется визуально с помощью зрительной трубы теодолита по положению индекса относительно подсвеченных меток, а угол поворота шкива в пределах,угла 180 определяется с высокой точностью по лимбу методом гашения света. Разность между последующим и предыдущим отсчетами представляет собой приращение смешений горных пород в угловой величине за интервал между этими отсчетами. Зная диаметр шкива, легко перейти от угловых измеренных величин к линейным, так как углу 180 поворота поляризатора с отражателем соответствует измеряемое линейное перемещение, равное половине окружности шкива. Чем меньше диаметр шкива, тем выше чувствительность измерений.формула изобретения1. Устройство для измерения смешений 20 горных пород, содержащее верхний и нижний реперы, установленные в кровле и почве выработки, шкив, установленный на верхнем репере и соединенный с датчиком перемещений, ленту, огибающую шкив, один конец которой закреплен на нижнем репере, а второй снабжен грузом, и дистанционный регистрирующий прибор, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и безопасности измерений, датчик перемещения выполнен в виде поляризатора с уголковым отражателем, а регистрирующий прибор выполнен в виде насадки на зрительную трубу теодолита, состоящий из осветителя и анализатора, установленного с возможностью вращения вокруг оптической оси зрительной трубы теодолита и снабженного лимбом, при этом оптические оси зрительной трубы и осветителя параллельны, а расстояние между ними не превышает линейной апертуры уголкового отражателя.2. Устройство по п. 1, отличающеесятем, что осветитель выполнен в виде головного шахтного светильника, соединенного с перископической зеркальной системой.3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что лимб снабжен двумя шкалами, начала которых диаметрально противоположны и совпадают с направлением пропускания анализатора.4. Устройство по и. 3, отличающееся тем, что насадка снабжена цилиндрическим уровнем, ось которого перпендикулярна нанравлению пропускания анализатора.5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона измерений, верхний репер снабжен светоотражающей меткой, а на ленте установлены такие же метки с интервалом, равные длине окруж ности шкива.1288299 21Составитель К. Лыков Редактор Н. Тупица Техред И. Верес Корректор А. Тяско Заказ 7779/27 Тираж 477 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д, 4/5Производственно. полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4