Устройство для определения залегания горных пород

/16 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ ВИДЕТЕЛЬСТВУ К АВТОРСКО(57) Изобретение относится к геофизическим приборам для определения залегания структурных элементов горных массивов. динение Сущность изобретения: для получения стезныхис- . реографических изображений элементов работам залегания магниточувствительных породнепосредственно при их сьемке предложеойников ноустройство, в котором подвижная полаяР прозрачйая сфера заполнена жидкостьюровно наполовину, а в качестве компаса ЕЛЕНИЯ применен автоматический раДйокомпас, 1з,п. ф-лы, 4 ил. Изобретение относится к маркшейдер- к ско-геофиэическим приборам для определе- г ния угловых параметров (азимута и угла. о падения) залегания горных пород. иИзвестно устройство для определения я залегания горных пород (авт.св. М 302595, у клб 01 В 11/26), которое содержит гиропо- с лукомпас с преобразовательно-питающим р блоком для измерения азимута залегания г (горизонтальный угол) и прикрепленный на о одном основании поворотный вертикаль- и ный сектор. с помощью которого измеряют о угол падения(вертикальный угол). Оба заме- д ра производят последовательно, записывая в значения угловых параметров в полевой журнал, после чего результаты замеров под- н вергают камеральной обработке. тНедостатками указанного изобретения М являются следующие. Исходное направле- у ние, относительно которого определяют р азимут залегания пород, удерживается по- н стоянным за счет вращения гироскопа с вы- в сокой скоростью, составляющей десятки е тысяч оборотов в минуту. Колебания пара- и метров преобразовательно-питающего бло- у(71) Научно-производственное обьпо осушению месторождений полкопаемых и специальным горный(56) Авторское свидетельство СССВ 577403, кл, 6 01 С 17/16, 1975,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЗАЛЕГАНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД Ъеф а приводят к падению скорости вращения ироскопа, исходное направление "уходит" т первоначального, и точность результатов змерений уменьшается. В полевых услови- л х результаты замеров не могут быть пол- Ф чены в общепринятой форме - виде тереограмм. Их отстраивают в ходе каме- ь альной обработки. При анализе стереорамм ретроспективно могут выявиться шибки во взятии отсчетов, в выборе наравления и числе замеров и т.д. Такие 4 шибки могут быть исправлены повторными Ы ополнительными замерами с помощью иэ- Сд естного устройства. Ц 3Наиболее близким техническим решеием к изобретению, принятым эа проотип, является горный компас (авт.св.577403, кл. 6 01 С 17/16). Известное стройство содержит основание, на котоом крепится магнитный компас и мехаизм регистрации результатов измерений, ыполненный в виде поворотного круга, содиненного гибкой связью со шкалой комаса, Измеряя положение залегания пород, стройство прикладывают основанием насоответствующую плоскость, по показаниям компаса подводят поворотный круг, а на пересечении двух линеек фиксируют результат в виде точки на специально разграфленной сетке.Недостатки описанного устройства следующие. Угол между плоскостями, в которых расположены компас и поворотный круг, имеет переменную величину, которая зависит от залегания пород, Соответственно этому иэмейяется мина гибкой Связи, что ведет к нейредсказуемойвариации точности замеров, Использование полученных таким образом результатоо в научных или изыскательских целях неприемлемо. Недостатком устройства является и то, что на нем получают графическое изображение измеренных величин в виде точечных проекций- диаграмм, которые затем необходимо перевести в стереограммы (Астафьев Ю,П., Попов Р.В Николашин Ю,М; Управление состоянием массива горных пород при открытой разработке месторождений полезных ископаемых. Киев-Донецк; Вища школа 1986, с. 44-45). Наличие камеральных работ сопряжено с рядом недостатков, описанных выше,Целью изобретения является повышение точности за счет получения о полевых условиях стереографических изображений залегания магниточувстоительных горных пород.Укаэанная цель достигается тем, что в известном устройстве, содержащем основание с прикрепленным к-нему компасом, уровнем и узлом регистраций результатов измерений, последний выполнен в виде прозрачного кубического корпуса, размещенного на рабочей пластине, с жестко закрепленной внутри йего прозрачной сферой, наполовину заполненной легкоподвижной жидкостью, при-этом рабочая пластина закреплена, с возможностью поворота относительно горизонтальной плоскости; в вырезе основания, а на кубическом корпусе со стороны, противоположной рабочей пластине. размещена съемная аэимутальная плоская сетка на прозрачной основе. При этом в. качестве компаса используют радиокомпас,На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, общий оид; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - устройство в работе; на фиг. 4 - стереогрэмма на азимутальной сетке,Устройство состоит иэ основания 1, выполненного в виде прямоугольной пластины, горизонтальное положение которой устанавливают по жидкостному уровню.2 (фиг. 1), К основанию 1 крепится эвтоматический радиокомпас 3, снабженный стрелочным индикатором 4 азимута (фиг, 2).Шкала индикатора неподвижно закреплена и имеет оциФровку от 0 до 360 с нарастани ем против часовой стрелки. В разрезе 5 спомощью цапф 6 установлен узел 7 регистрации результатоо измерений, который имеет возможность вращения в вертикальной плоскости относительно горизонтально 10 устанавливаемого основания 1.Узел 7 состоитиз прозрачного кубического корпуса 8, неподоижйо размещенного на рабочей пластине 9., прозрачной полой сферы 10,. заполненной наполовину легкоподоижной 15 жидкостью 11. Для улучшения визированияжидкость подкрашивают красителем, На корпусе 8 размещена съемная эзимутальная плоская сетка 12 на прозрачной основе.Наружный диаметр сетки 12 равендиаметру 20 сферы 10. Заполнение сферы 10 легкоподоижной жидкостью 11 ровно йаполооину обеспечивает точное соответствие положения границы зеркала жидкости измеряемому углу наклона. Легкоподвижная жидкость, 25 имея более тонкую границу эа счет меньшего пооерхностного натяжения, позволяет достичь высокой точности замеров. Сферическое выполнение элемента 10 сохраняет постоянство формы объема, занимаемой 30 жидкостью при любом угле наклона узла 7,Аэимутальная плоская сетка 12 представляет собой проекцию полусферы на плоскость, по кругу разбита равномерно от 0 до 360, а от центра.к наружному диаметру 35 круга располагаются концентрические окружности, соответствующие оцифровке углов падения от 0 до 90 О, Такие сетки принято использовать для: графического изображения залегания горных массивов (см., напри мер, Рыжов П.А. Геометрия недр. М.: Недра,1964, с. 129).Устройство для определенйя залеганиягорных пород работает следующим образом.45 До начала собственно эамероо по плануопределяют ориентировку исходного направления А, относительно географического меридиана. Для этого соединяют крайние точки массива с передатчиком, на который 50 настроен радиокомпас. При большом удэлейии передатчика, превыщэющем расстояйие между крайними точками массива более чем в 30 раз, угол образуемого сектора не превышает 1 О. С приемлемой для данного 55 класса точностью измерений (до 1) за исходное направление А,принимают положение сектора.Если расстояние до передатчика менее30-кратного расстояния между крайнимиточками массива, сектор разбивают на подсекторы с углами не более 1. Границы участков, образуемых подсекторами,переносят на массив маркировкой. Замерына разных участках, внутри которых азимут 5исходного направления одинаков, соответствующим образом выделяют.Собственно замеры производят при работающем передатчике.Для определения угловых параметров 10залегания массива горных пород с одновременным графическим представлением их наазимутальной сетке устройство приближают к массиву и рабочую пластину 9 совмещают с поверхностью 13 залегания массива 15(фиг. 3). Не отрывая рабочей плоскости 9 отмассива, по уров ю 2 устройство выставляют так, чтобы основание 1 заняло горизонтальное положение. При этом синхронно споворотом подвижной рамки радиокомпаса 203 стрелка индикатора 4 азимута повернется в сторону передатчика, указывая на некоторое показание д . Искомый азимутзалегания в данной точке равен а =А+ д(град,). Не изменяя горизонтального положения основания 1, азимутальну 1 о сетку 12поворачивают и устанавливают против визирной риски 14 значения азимута а (фиг.4). На сетке 12 чертят криволинейную границу зеркала жидкости. Данная кривая и является искомой стереограммой, служащейграфическим представлением залеганиягорных пород в данной точке, Необходимоечисло точек замеров определяется назначением работ (научные, изыскательские и др,), 35изменчивостью залегания, структурнымиособенностями конкретного массива,П р и м е р, Необходимо определитьзалегание горных пород на участке западного борта карьера Южного горно-обогатительного комбината (Кривбасс) в маркшейдерских осях 1,0-1,2 (С-Ю)/3,2-3,б (3-В) на глубине 200 м от земной поверхности. Морфология горного массива такова, что положение пород в каждой точке соответствует пространственному расположению трещин напластования, Поэтому задача сводится к определению залегания этих трещин на данном участке борта массива.По плану масштаба 1:2000, сориентированному по сторонам света, находят крайние точки изучаемого массива и соединяют их с точкой расположения ближайшего передатчйка, удаленного на 4,1 кл. Отношение этого расстояния красстоянию между крайними точками массива (250 м) равно 16,4, для выделения одного участка это соотношение должно быть не менее 30. Поэтому намечают два участка замеров; первый шириной 130 м с исходным азимутом А 1 = 252 О, второй шириной 120 м с Й 254 ф; Границу между участками маркируют, а замеры выполняют обособленно. Рабочую плоскость устройства совмещают с плоскостью первого замера, основание устанавливают поуровню в горизонтальное положение, Считывают по стрелке показание индикатора д 1= 48 (первое показание на первом участке) и к нему прибавляют значение А", = 252. Азимут а = 300 откладывают против визирной риски поворотом азимутальной сетки. Не отрывая устройства, чертят границузеркала жидкости, получая на сетке стерео- грамму залегания пород с азимутом а,300 и углом падения ф = 42 для первой замерной точки (см. фиг. 3 и 4). Аналогичным образом находят стереограммына других точках этого и второго участков,причем замеренные значения азимутов суммируют с Х 2 = 254,Предлагаемое устройство дает возможность повь 1 сить точность и удобство определения залегания горных пород,Формула изобретения1, Устройство для определения залега- .ния горных пород, содержащее основание с прикрепленными к нему компасом и уровнем и узел регистрации результатов измерений, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, узел регистрации результатов измерений выполнен в виде прозрачного кубического . корпуса, размещенного нв рабочей пластине, с жестко закрепленной внутри него прозрачной сферой. наполовину заполненной легкоподоижной жидкостью, при этом рабочая пластина закреплена с возможностью поворота относительно горизонтальной плоскости в вырезе основания, а на кубическом корпусе со стороны, противоположной рабочей пластине, размещена съемная азимутэльная плоская сетка на прозрачной основе.2, Устройство по п.1, отл ича ю щеес я тем, что компас выполнен в виде радио- компаса.1767336 люЗффута) Составитель 3. Воскобойников .Техред М.Моргейтал. Корзекто р Н. Ревская Реда кто Заказ 3541 Тираж . ПбДоискОЮВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям й открмти113035, Москва, Ж, Раушскал наб., 4 РЬ при ГКНТ ССС Производственно-издательский комбинат фйатемт", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10