Устройство для определения деформации массива горных пород

)5 Е 2 САНИЕ ИЗОБРЕТЕН ВТ ся к горному делу но в маркшейдерраслях народного роведением высо- местности. Цель точности опредева горных пород. вижный и неподные гибкой изме- , Тяга связана с ещений, ПоследИэобре и может б дерской т родного проведени на местному делу ркшейтях наных с ерений ение относится к горн ть использовано в м хнике и других обла хозяйства, связа м высокоточных иэ и,Цель и сти опреде ных пород. ГОСУДАРСТВ Е ННЫ Й КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯ1 РИ ГКНТ СССР ОУУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Свердловский горный институт им, В.В.Вахрушева(56) Авторское свидетельство СССР М. 1581841, кл. Е 21 С 39/00, 25.01.88.Авторское свидетельство СССР М 1245703, кл. Е 21 С 39/00, 1984.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДЕФОРМАЦИИ МАССИВА ГОРНЫХ ПО- РОД(57) Изобретение относит и может быть использова ской технике и других от хозяйства, связанных с и коточных измерений на изобретения - повышение ления деформаций масси Устройство содержит под вижный реперы, соединен рительной тягой с грузом датчиком линейных перем етения - повышение точн я деформаций массива го 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 намаг-. 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 вмесге с рамкой в обоиме на величину длины импульса намаг ниченности. При этом магнитные головк считывают ин ормацию, 2 и На фиг.1 приведено устройство, расположение на карьере; на фиг,2-схема датчика смещения горных пород,Устройство (фиг.1) содержит подвижный 1 и неподвижный 2 реперы, соединенные измерительной тягой 3, Один конец измерительной тяги 3 закреплен жесто на подвижном репере 1, а другой конец пропущен через блоки 4 подвижного репера 2 и прикреплен к свободно висящему грузу 5.На непадвикнам репере 2 установлен в скважине датчик б смещения горных пород, которыЙ включает (фиг.2) корпус 7 с закрепленными на нем осью 8 барабаном 9, абай мой 10 и роликами 11, магнитной лентой 12, один конец котог)ой 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 доугой - к барабану 9, Измерительный тросик 13 проходит сквозь уплотнитепьную муфту 16, а магнитная лента 11 стороной, покрытой слоем феррамагнетика 17, находи гся в соприкосновении с блокам магнитных головок 18, собранных в рамке 19, которая помещена в обойме 10 и прижата к ее стенке пластинчатой пружиной 20, при этом г)амка 19 имеет возмок)-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 полокении соприкасается с рамкой 19. В точке С рычага 21 прикладывается механическое усилие Г, которое может бь)ть 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 импульсь) намагниченности в виде позиционного кода на отдельнь)х дорожках. Размеры импульса намагниченности на ферромагнитном слое 17 зависят ат 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 дс)сти) ать оптимального уровня для данных ферромагнитного слоя и магнитных головок 18, При измерениях блок магнитных головок 18 мокет 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 саатветствует "1", а ее отсутствие соответственна "0"), Количество магнитных головок 18 зависит от величины смещения массива горных пород и ат 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 в5 запоминающих устройствах ЭВМ,Магнитные головки 18 подсоединены квторичной аппаратуре, которая для представления информации в виде последовательного во времени када содержит звенья10 24 задержки, например, ЯС-типа, Каждоезвено задержки осуществляет сдвиг сигнала каждой головки па отношени)о к предшествующей на.величину выбранного шагадискретизации т, который можно опреде 15 лить по формуле:г= К Си(-- ),).) и ОсОпгде В,С - значения величины сопротивленийи емкости БС-звена;20 Оп - подаваемое постоянное напряжение;1 А - мгновенное значение импульсногонапряжения, снимаемого с датчика.Выход каждого БС-звена соединены с25 усилителем 25, расположенным на датчике6. В корпусе 7 датчика смещения горныхпород 6 расположена аппаратура, Коммутация электрических целей датчика б с линией связи осуществляется с помощью30 разьема 26.На барабане 9 также закреплены постоянные магниты 27 с возможностью воздействия их магнитного поля с расположеннымнеподвижно на репере 2 герконом 28.35 Количество постоянных магнитов 27 выбирается исходя из заданной максимальнодопустимой величины смещения горных пород. При подсоединении устройства к диспетчерскому пункту с помощью проводной40 линии связи геркон 28 соединен с линиейсвязи непосредственно, а при использовании радиопередающей связи геркон 28 подключен к радиопередающему узлу черезаварийный генератор (не показано).45 В качестве радиапередающега уэлмогут быть использованы выпускаемые промышленностью малогабаритные радиостанции, обеспечивающие связь в диапазоне30 МГц на расстояния до 5 км.50 Диспетчерский пункт для обработкиполученной информации может содержатьвычислительное устройство и магнитофонный записыва)ощий блок, а также устройство аварийной сигнализации,55 Устройства функционирует следующимобразом,С диспетчерского пункта в нужный момент времени пода)от па линии связи навход датчика 6 электромагнитный импульс.В датчике 6 импульс поступает на обмоткуэлектромагнита 23. В результате якорь электромагнита 23 втягивается под воздействием силы Р, рычаг 21 проворачивается вокругоси и кулачок 22 рычага 21 надавливает на 5рамку 19, которая преодолевает сопротивление пластинчатой пружины 20.При прекращении воздействия силы Рна рычаг 21 пружина 20 возвращает рамку19 с блоком магнитных головок 18 в исходное положение,Блок магнитных головок 18 фиксируетнеоднородность напряженности на ферромагнитном слое 17 магнитной ленты 12, навыходе магнитных головок получают ЭДС, 15которая преобразуется звеньями 24 задержки в последовательный цифровой код, снимаемый с выхода каждого датчика 3,соответствует положению рабочих зазоровмагнитных головок в точке Б. Зная первоначальное положение А блока магнитных головок 18 на магнитной ленте 12 и егопоследующее положение Б, можно определить расстояние АБ =1, которое будет соответствовать смещению горных пород. 25При работе можно использовать сигналы с блока магнитных головок 18 как получаемые при подаче на рычаг 21 усилия Г, так иполучаемые после его прекращения, в результате возвращения блока магнитных головок в исходное положение, Полярностиэтих импульсов будут противоположными.Последовательный цифровой код в видеэлектромагнитных импульсов усиливаетсяусилителем 25 и поступает по линии связи 35на магнитофонное устройство и на вычислительное устройство диспетчерского пункта,При смещении массива горных породсвыше установленной величины один измагнитов 27 замкнет своим магнитным полем контакты геркана 28.Если использована проводная линиясвязи. то устройство аварийной сигнализации срабатывает за счет падения сопротивления линии, а если использована радиосвязь, то в качестве линии связи геркан 28 своими контактами замыкает пусковую цег ь аварийного генератора, который вьрабатывает сигнал, передаваемый на диспетчерский пункт, при поступлении которого срабатывает устройство аварийной сигнализации.Формула изобретенияУстройство для определения деформации массива горных пород, Включающее диспетчерский пункт, подвижный и .ВпадВижный реперы, соединенные и бкай измерительной тягой с грузом, которая связана с датчиком линейных перемещений, а г л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, датчик содержит закрепленные в корпусе геркон, г 1 адкл 1 оченный 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 исполнительнога механизма, выполненного в видеэлектромагни-" та, причем ферромагнитный слой магни 1 ной ленты имеет неоднородную намагниченность по длине в виде позиционнога кода, при этом лента прикреплена одним концом к измерительномутросику, который закреплен на гибкой измерительной тя е, а на барабане закреплены постоянные магниты геркона с возможностью взаимодействия их магнитного поля с контактами геркона, причем выходы магнитных головок соединены са звеньями временной задержки, которые подключены к усилителю, соединенному сВоим Выходам с диспетчерским пунктом посредством линии связи,1686163 ктор Е. Пап Корректор Н, Король Заказ 3585 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 113 О 35, Москва, )К, Раущская наб 4/5 изводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 10 Сост Техр итель М, КитайскМ,Моргентал