Устройство для измерения смещений глубинных реперов

)с о О,;Л,;,уэ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 54 1 Й 57 п опре с по воля скабна нв види ра ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Всесоюзный ордена ТрудовогоКрасного Знамени научно-исследовательский институт горной геомеханки и маркшейдерского дела(56) Авторское свидетельство СССРВ 1043302, кл. Е 21 С 39/00, 1980Авторское свидетельство СССРУ 85985, кл. С 01 С 15/04, 1979. УСТРОИСТВО ДПЯ ИЗМЕРЕНИЯ СМЕЩЕГЛУБИННЫХ РЕПЕРОВИзобретение относится к горной пнленности, предназначено для деления деформаций горных пород мощью глубинных реперов и позет повысить точность и надежь измерений. Для этого устр-во жено рычагом (Р) 1, опирающимся еподвижный репер, выполненный е трехгранной призмы (ТП) 2, змещенным на Р 1 уровнем 25. На одном плече Р 1 закреплен груз 7, ,Измеритель линейных перемещений выполнен в виде серьги.9. Один из пальцев (П) 13 серьги 9 соединен с гибкой тягой 6 глубинного репера посредством телескопической штанги 15 со ступенчатым калиброванным шагом раздвижки, Другой П 10 серьги 9 соединен с микрометром 22, шток 23 которого перпендикулярен П 10. Соосно штоку 23 в П 1 О выполнено резьбовое отверстие 11. В нем размещен микрометрический винт 12, опирающийся через ТП 8 на другое плечо Р 1. После окончания монтажа устр-ва винтом 12 уровень 25 на Р 1 приводится в среднее положение. Микрометром 22 измеряют расстояние между П 10 и верхом винта 12. Через время комплекс измерений повторяется. Изменение длины интервала между подвижными и неподвижными реперами равно изменению расстояния между П 10 и ТП 8 и измеряется микрометром 22. Перемещения больше хода микрометра 22 измеряются им же после удлинения или укорочения штанги 15. 1 з.п. Ф-лы,3 ил37371крышкой-ловителем 20, в которой сделаны радиальные прорези для удержания призмы и гибких тяг в разгруженном состоянии, и центральное отверс 5 тие для пропуска тяги во время измерения. Размеры всех отверстий в крьппке-ловителе меньше размеров призмы19, но центральное отверстие сущест -венно больше диаметра тяги, а шириО на радиальных прорезей немногим больше диаметра тяги,На специальном кронштейне 21 верхнего пальца 1 О серьги 9 жестко закреплен стандартный микрометр 22,15 шток 23 которого перпендикуляренпальцу 10, а на верхней части микрометрического винта 12 закрепленавторая губка 24 микрометра 22. Микрометром измеряется расстояние меж 10 ду верхним пальцем 10 серьги 9 игубкой 24 микрометра при неизменномположении рычага 1, которое обеспечивается цилиндрическим уровнем 25,закрепленным на рычаге 1.При необходимости измерения смещения реперов, расположенных в вертикальной восходящей скважине (фиг.2),устройство не претерпевает принципиальных изменений. Только рычаг 230 натягивающий проволоки, превращается из рычага первого рода в рычаг второго рода, т.е. короткое плечо рычага 1 упирается на опорнуюпризму 2, а центральная призма рычага - на подвижную трехгранную призму 8. Для фиксации положения призмы 8 35 в верхнем пальце 10 серьги 9 выполнено реэьбовое отверстие 11 с микро- метрическим винтом 12, который фик-. сирует положение призмы 8 и передает нагрузку от рычага 1 серьге 9, на противоположный палец 13 которой опирается призма 14, скрепленная с телескопической штангой 15. К другому концу телескопической штанги прикреплены гибкие тяги 16 от глубинных реперов. Конструкция телескопической штанги предусматривает фиксированную калиброванную раэдвижку. Для этого во внутренней штанге через равные интервалы выполнены отверстия 17, которые совмещены с отверстием во внешней штанге и фиксируются специальной шпилькой 18. Между измерениями трехгранные призмы 19, число которых соответствует количест - 55ву подвижных реперов, закрепленных в скважине, отсоединяются от телескопической штанги 15 и удерживаются При измерении смещений глубинныхреперов в горизонтальных (наклонных) 40 скважинах (Фиг.3) рычаг выполняется изогнутым под углом, равным углу наклона скважины, а биссектриса угла упорной призмы 2 направлена под углом, равным углу равнодействия 45 массовых сил рычага и силы натяжения проволоки. Исходя из изложенного, угол отклонения биссектрисы угла трехгран О ной призмы от вертикали (зенитноерасстояние) равен Р= агсгР127Изобретение относится к горномуделу и предназначено для определения деформации горных пород с помощью глубинных реперов.Целью изобретения является повышение точности и надежности измерений.На фиг,1 показано устройство дляизмерения смещений глубинных реперов в нисходящей вертиклаьной скважине, общий вид; на фиг,2 и 3 - то же,для вертикальной восходящей и гори "зонтальной скважин соответственно.Устройство состоит из следующихосновных частей: рычаг 1 опираетсяна трехгранную призму 2, жесткоскрепленную со штангой 3, которая всвою очередь закреплена на фланце 4обсадной трубы 5, закрепленной вустье скважины 6. Все измерения фактически выполняются по отношению копорной грани призмы 2, которая слу.жит неподвижным репером и по отношению к которой и измеряются смеще-.ния подвижных реперов, закрепленныхв скважине (не показаны). На длинномплече рычага 1 жестко закрепленпостоянный груз 7, а короткое плечорычага опирается на подвижную трехгранную призму 8, которая может параллельно самой себе перемещатьсяв серьге 9, являющейся основным элементом измерителя линейных перемещений,где Р - вес рычага в снаряженном состоянии, кН;г - усилие натяжения проволоки,кН, 1273737Для нак.ионных скнажии исходя иэтех же посылок зенитное расстояниебиссектрисы уг л призмы находитсяиз решения соответствующего треугольника сил. 51 арнирные соединения между рычагом 1 и призмами 2 и 8 и между серьгой 9 и призмой 11 выполнены по типу шарнирных соединений, применяемых во всех типах весов, из высокопрочных сплавов, исключающих их смятие и видимыи износ н течение всего -нремени производства наблюдений,Выполнение измерений смещенийглубинных реперов осуществляется . 15следчющим образом,Глубинные реперы закрепляются на нужных расстояниях от устья скважины и гибкие тяги от них выводятся20наружу. После этого на фланец обсадной трубы монтируется и закрепляется патрубок с фланцем и закрепленной на нем опорой призмой 2 и крышкой- ловителем 20, к свободным концам тяг прикрепляются призмы 19. Длины25 тяг устанавливаются с таким расчетом, чтобы телескопическая штанга и подвижная призма находились в среднем положении, если неизвест- но направление перемещений репе- З 0 ров, или н одном из крайних положений, если направление переме щения подвижных реперов (знак изменения длины интервалов) известно.Тяга 16 совместно с телескопичес кой штангой 12 и трехгранная призма 14 составляют постоянную, точнее изменяемую на заранее известную с достаточной точностью, величину, для чего телескопическая штанга калибруется при всех ее возможных положениях. Величина мерной базы остается постоянной в течении всего времени измерений существования наблюдательной станции. 45После окончания монтажа на призму 14 одного иэ реперов ( первого) надевается серьга 9, на упорную призму 2 устанавливается рычаг 1, короткий конец которого проденается через 50 серьгу 9 и соединяется с подвижной призмой 8. После этого микрометрическим винтом 12 уровень на рычаге 1 приводится в среднее положение и микрометром 22 измеряется расстояние 55 между верхним пальцем серьги и верхом микрометрического винта. Такая операция проводится со всеми репера го расстояния Ч - отсчет 1кой-то началь метру, а . - длина- 1+ а - а дО по микрометру в кагде момент времени, мм;ный отсчет по микромм;телескопической штанги на момент измерения, мм;- то же, при начальном отсчеао те.Преимущества предлагаемого устройства по сравнению с известными в том, что нагрузка, натягивающая проволоки, постоянна во все время, измерений (весь срок службы наблюдательной станции) при минимальных силах трения. Устройства,в которых натяжение тяг осуществляется грузами, подвешенными к проволокам через блочки, в силу большей запыленности и агрессивности рудничной атмосферы при громоздкости устройства в должной мере не обеспечивают постоянства натяжения, кроме того, затруднена их защита. Пружинные натяжные устройства изменяют натяг при перемещении реперов, следовательно в результаты измерений необходимо вводить соответствующие поправки. Вторым важным преимуществом предлагаемого устройства является то, что проволоки, соединяющие реперы с устьем скважины нагружаются только на момент измерений, что исключает их вытягивание во времени. ми, При этом положение уровня на рычаге проверяется до и после измерения микрометром.Спустя некоторое время, за которое подвижные реперы сместятся на какуюто величину, комплекс измерений повторяется. Так как мерная база между измерениями остается постоянной, то изменение длины интервала между подвижными и неподвижными реперами при постоянстве положение короткого плеча рычага по отношению к неподвижному реперу равно изменению расстояния между верхним пальцем серьги и подвижной призмой, что с высокой степенью точности измеряется микрометром, перемещения больше хода микрометра измеряются также микрометром, но после удлинения или укорочения телескопической штанги. Общее перемещение вычисляется с учетом это1273737 1 О 15 Фиг Формула изобретенияо 1. Устройство для измерения смещений глубинных реперов, включающее неподвижный репер, гибкие тяги глубинных реперов, груз и измеритель линейных перемещений, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности и надежности измерений, оно снабжено рычагом, опирающимся на неподвижный репер, выполненный в виде трехгранной призмы, и уровнем, размещенным на рычаге, при этом на одном плече рычага закреплен груз, а измеритель линейных перемещений выполнен в видесерьги, один из пальцев которой соединен с гибкойтягой репера, а другой - с микрометром, шток которого расположен перпендикулярно пальцу, при этом в последнем соосно штоку выполнено резьбовое отверстие, в котором размещенмикрометрический винт, опирающийсячерез трехгранную призму на другоеплечо рычага. 2, Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что палец серьги соединен с гибкой тягой репера при помощи телескопической штанги со ступенчатым калиброванным шагом раздвижки,фенова Зак Подписно ва оизводственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная 6466/37 ВНИИПИ Гос по деламТиражрственнбретении 670ого комитета СССРи открытийРаушская наб., д.4