Устройство для поиска и определения границ тектонических нарушений при разработке угольных месторождений

)5 Е 21 С ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР Е ИЗС)БРЕТЕ ИСА ТЕЛЬСТВУ(46) 23.03,92, Бюл, М 11 (71) Киевский инженерно-строительный институт (72) М.М.Задериголова (53) 622.275(088.8) (56 Велиев А,В; и др. Электром профилирование. Устройство ДЭМ поиска тектонических нарушенийдра, 1971, с. 215, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОИСКА И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГРАНИЦ ТЕКТОНИЧЕСКИХ НАРУШЕНИЙ ПРИ РАЗРАБОТКЕ УГОЛЬНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ(57) Изобретение относится к горному делу и м.б. использовано для определения границ тектонических нарушений при подземной разработке пластовых месторождений, в частности угля на шахтах, не опасных по газу. Цель - повышение точности определе. ния границ тектонических нарушений угольного пласта, снижение трудоемкости процесса измерений. Устр-во содержит передающую рамочную антенну, соединенагнитное Пдля - Л,; Не ааааа тся к горному делу вано для определеих нарушений при пластовых место- угля на шахтах не нны, закреплени не содержат приволяют автоматипространстве антенны в заданждает использоию с помощью дрических уров- времени. Кроме ля взаимного видля поиска и опреческих нарушений х месторождений, и приемни, переК АВТОРСКОМУ С Изобретение относи может быть использо ния границ тектоническ подземной разработке рождений, в частности опасных по газу,Известны устройства деления границ тектони при разработке угольнь содержащие передатчикную с первой визирной трубой, и передатчик радиоволн, установленные на первом штативе, приемную рамочную антенну, соединенную с второй визирной трубой и приемником радиоволн, установленные на втором штативе, гибкую связь, прикрепленную к передающей и приемной антеннам и штативам, Причем штативы снабжены не- проводящими штангами, которые прикреплены с возможностью вращения верхними частями и указанным штативом в их верхней части, Передающая и приемная антенны закреплены в нижних частях соответствующих непроводящих штанг, представляя собой свободно подвешенные шарнирные маятники. При этом штанга передающей антенны снабжена рычагом, который прикреплен к ней и к гибкой связи с возможностью регулирования положения указанных антенн усилием, определяемым из соотношения РорРнатРопр где Рор, - усилие, необходимое для ориентирования передающей антенны; Рна, - усилие натяжения гибкой связи; Роор. - усилие опрокидывания штатива передающей антенны. 3 ил,дающую и приемную анте ные на штативах.Однако эти устройства способлений, которые поз чески ориентировать в передающую и приемную ных плоскостях. Это выну вать ручную ориентац отвесов, круглых и цилин ней, на что уходит много того. в этих устройствах дзирования антенн используют глаэомерный способ, что резко снижает точность измерений.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство ДЭМПдля поиска тектонических нарушений, других геологических неоднородностей, которое включает передатчик и приемник, передающую и приемную антенны, штативы с антенными столиками,Недостатком известного устройства является низкая точность определения границ тектонических нарушений угольного пласта, большая трудоемкость процесса измерений, обусловленная необходимостью в каждой. точке поискового профиля вручную производить ориентирование в пространстве приемной и передающей антенн, на что уходит большая часть времени измерений. Кроме того, поскольку взаимное визирование антенн производится глазомерным способом, который обеспечивает точность визирования 3-4 О, погрешность измерений может достигать 25 - 40. так как используется вариант. наведения минимума диаграммы направленности передающей антенны, имеющей вид восьмерки, на приемную. При такой погрешности гарантированы случаи пропуска полезной аномалии. Глазомерное визирование передающей и приемной антенны резко ухудшают точность измерений.Целью изобретения является повышение точности определения границ тектонических нарушений угольного пласта, снижение трудоемкости процесса измерений.Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, включающем передающую рамочную антенну, соединенную с первой визирной трубой, и передатчик радиоволн, установленные на первом штативе, приемную антенну, соединенную с второй визирной трубой и приемником радиоволн, установленными на втором штативе, гибкую связь, прикрепленную к передающей антенне и штативам, штативы снабжены токонепроводящими,штангами, которые прикреплены к штативам с возможностью вращения в верхней их части, а передающая и приемная антенны закреплены в нижних частях соответствующих токонепроводящих штанг, образуя свободно подвешенные шарнирные маятники, при этом штанги снабжены рычагами, которые соединены между собой гибкой связью с возможностью регулирования положения укаэанных антенн усилием, определяемым из соотно- шения Рор- " РнатРопр, 10 25 30 35 40 45. Барабан 20 жестко, а барабан 19 свободно 50 15 20 где Рор - усилие необходимое для ориентирования передающей антенны;Рз - усилие натяжения гибкой связи; Рор - усилие опрокидывания штатива передающей антенны.На фиг, 1 изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 - узел 1 на фиг. 1(подшипник с рычагом); на фиг. 3 - узел 3 на фиг. 1 (фрикционный блок),Устройство включает передающую антенну 1 с центровочным грузом 2, Антенна 1 подвешена к передатчику 3 посредством токонепроводящей штанги 4 через расположенный на ней карданный шарнир 5, Штанга 4 укреплена с возможностью вращения в верхней части штатива 6 посредством упорного подшипника 7, под которым к штанге 4 жестко прикреплен рычаг 8, который прикреплен к одному концу гибкой связи 9.К верхней части штанги 4 жестко прикреплена первая визирная труба 10 с алидадой и визирной маркой таким образом, что ее коллимационная плоскость совпадает с продольной осью рычага 8 и плоскостью витков передающей антенны 1 Второй конец гибкой связи 9 прикреплен через рычаг-трубу 11 к барабану 21 фрикционного блока, который, в свою очередь, жестко связан с верхней частью токонепроводящей штанги 12 с возможностью вращения в верхней части штатива.13 посредством упорного подшипника 7, под которым к штанге 12 жестко прикреплен рычаг-трубка 11, К нижней части штанги 12 через карданный шарнир 14 прикреплена приемная антенна 15, образующая совместно с центрировочными грузами 16 свободно подвешенный маятник. При этом верхняя часть токонепроводящей штанги 21 снабжена второй визирной трубкой 17 с визирной маркой 18, К второму барабану 19 фрикционного блока, фрикционно связанному с барабаном 20 через прокладку 21, и рикреплена нить 22 натяжения с ручкой 23. закреплены на оси 24, вращающейся в подшипниках 25, и соединены с фрикционной прокладкой 21. При этом свободная сторона барабана 20 закреплена на оси 24 гайкой 26 и шайбой 27, а свободная сторона барабана 19 - пружиной 28, шайбой 29 и гайкой 30;Предлагаемое устройство работает следующим образом,Штатив 6 передающей части устройства располагают в заданной точке профиля, При этом антенна 1. благодаря грузу 2 колеблясь в шарнире 5, занимает вертикальное положение. причем благодаря карданному шарниру 5 колебания антенцы 1 могут происходить только в направлении. перпендикулярном плоскости чертежа, т,е. плоскости витков антенны.Одновременно, в другой заданной точке поискового профиля располагают штатив 13 приемной части устройства, При этом 5 антенна 15 вместе с центровочными грузами 16, колеблясь под действием силы тяжести в шарнире 14, занимает горизонтальное положение, причем благодаря карданному шарниру 14 колебания антенны 15 могут 10 происходить только вокруг лежащей в плоскости чертежа горизонтальной оси, которая перпендикулярна вертикальной оси. вращения штанги.12.. После установки штативов 6 и 13 в за данных точках поискового профиля и успокоения антенн 1 и 15 ручкой 23 натягивают нить 22 со стороны приемной части устройства.При этом, вращаясь, барабан 19 с по мощью силы трения, которая регулируется пружиной 27, увлекает за собой барабан 20, т.е, натягивает гибкую. связь. Одновременно с этим поворачиваются в горизонтальной плоскости рычаг 8 и рычаг-труба 11. 25Гибкую связь 9 натягивают до тех пор, пока продольная ось рычага 8 не совпадает с продольной осью рычага-трубки 11 и осью гибкой связи 9, что будет соответствовать предварйтельному наведению плоскости 30 витков передающей антенны на центр приемной антенны 15. При этом антенны 1 и 15 регулируют усилием натяжения, определяемым иэ соотношенияРорРнат. Ропр 35 где Рор - усилие, необходимое для ориентирования передающей антенны;Рнвт - усилие натяжения гибкой связи 9; Ропр - усилие опрокидывания штатива 6 передающей антенны 1. 40После установки штативов 6 и 13 в заданных точках поискового профиля и успокоения антенн 1 и 15 оператор приступает к взаимному ориентированию антенн 1 и 15. Усилие, требуемое для выполнения этой 45 операции обозначим через Рор, Оператор тянет ручку 23, при. этом начинает вращаться барабан 19. Одновременно с барабаном 19 эа счет силы трения между барабанами 19 и 20 и фрикционной прокладкой 21, зави сящей от усилие сжатия пружины 27 гайкой 26, вращается и барабан 20, наматывая гибкую связь и натягивая ее. Это и будет усилие Рнвт.Происходит свободное вращение всего 55 фрикционного узла в подшипниках 25, во время которого нить 22 натяжения вместе с ручкой сматывается с барабана 20. За счет натяжения гибкой связи 9 поворачивается рычвг 8 и рычаг-трубка 11 и происходит автоматическое взаимное ориентирование антенн 1 и 15Натяжение связи 9 оператор проводит до тех пор, пока усилие натяжения Ратдействующее на барабан 20; не станет равным или большим усилия ориентирования РорПоскольку натягивание гибкой связи 9 обусловлено лишь субъективиыми ощущениями оператора, тянущего ручку 23, то не исключено было падение штатива 6 за счет сильного натяжения гибкой связи 9 при повышении усилия натяжения Рпат усилия, требуемого для опрокидывания ш гатива 6. Поэтому в предлагаемом устройстве предусмотрена воэможность регулирования усилия натяжения Рнат натяжение связи 9 осуществляется до тех пор, пока усилие сжатия фрикционного диска 21, установится меньшим усилия опрокидывания штатива 6, после чего барабан 20 остановится, а бара- . бан 19 будет вращаться.Момент проскальзывания отмечается оператором, который, удерживая ручку 23 и нить 22 в натянутом состоянии, производит отсчет по приемнику и дает команду рабочему, который находится возле штатива 6 на дальнейшую переноску всего устройства вдоль поискового профиля, отпускает ручку 21 и первым начинает движение.Штатив 6 некоторое время остается неподвижным. При этом гибкая связь сматывается с барабана 20, вращая его в сторону, обратную намотке. Одновременно с барабаном 20 за счет силы трения будет вращаться барабан 19, который автоматически намотает нить 22 с ручкой 23, устанавливая ее в исходное положение. Далее, вращая в небольших пределах первую визирную трубу 10 вокруг вертикальной оси и наблюдая через нее визирную марку 18, добиваются точного совпадения центральной риски трубы 10 с маркой 18, чем обеспечивают точное взаимное визирование антенн 1 и 15.Затем включают передатчик 3, берут отсчет по приемнику 31, после чего переносят штативы 6 и 13 в новые заданные точки поискового профиля. Преимущество предлагаемого изобретения заключается в исключении глазомер- ного визирования антенн, автоматизации процесса ориентирования в каждой точке поискового профиля приемной и передающей антенн, что позволяет существенно повысить точность измерений, снизить трудоемкость процесса измерений, значительно повысить производительность поисково-съемочных работсократить количество операций при измерениях, так как весь процесс съемки практически сводится к натяжению гибкой связи 9 между антеннами и взятия отсчетов по приемнику,Изобретение может быть использовано при разведке месторождений полезных ископаемых, картирования с поверхности тек тонических нарушений, карстовых полостей, пустот, оползней, неметаллических подземных коммуникаций, решении других аналогичных задач при строительстве и эксплуатации хозяйственных объектов. 10 Формула изобретенияустройство для поиска и определения границ тектонических нарушений при раз работке угольных месторождений, включающее передающую рамочную антенну, соединенную с первой визирной трубой, и передатчик радиоволн, установленные на первом штативе, приемную рамочную ан тенну, соединенную с второй визирной трубой и приемником радиоволн, установленные на втором штативе, гибкую связь,прикрепленную к передающей антенне и штативом, от л и ч а ю щеес ятем, что,с целью повышения точности определения границ тектонических нарушений угольного пласта, снижения трудоемкости процесса измерения, штативы снабжены токонепроводящими штангами, которые прикреплены к штативам с возможностью вращения в верхней их части, а передающая и приемная антенны закреплены в нижних частях соответствующих токонепроводящих штанг, образуя свободно подвешенные шарнирные маятники, при этом штанги снабжены рычагами, которые соединены между собой гибкой связью с возможностью регулирования положения указанных антенн усилием, определяемым иэ соотношения РорРнаяРопр, где Рор - усилие, необходимое для ориентирования передающей антенны; Рнат-усилиенатяжения гибкой связи; Ропр - усилие опрокидывания штатива передающей антенны,.Составитель М.Китайская Редактор М,Янкович Техред М.Моргентал Корректор Н.Ревская Заказ 936 Тираж Подписное. 8 НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С113035. Москва, Ж, Раушская наб., 4/5Производственно-издательский. комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 1