Пристрій для контролю стану кріплення шахтного ствола

Реферат: Пристрій для контролю стану кріплення шахтного ствола містить блок приймальнопередавальних антен, зв'язаний інформаційним і керувальним кабелями з блоком керування і відображення інформації. Блок приймально-передавальних антен забезпечений жорстким водонепроникним коробом, усередині якого встановлено фіксатори блока приймальнопередавальних антен. По контуру борта короба закріплено еластичний ущільнювач, в корпусі короба виконано канал для інформаційного і керувального кабелів блока керування і відображення інформації і отвір зі штуцером, сполученим повітропроводом з вакуумувальним пристроєм. UA 79447 U (12) UA 79447 U UA 79447 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до гірничої справи, а саме до пристроїв контролю стану кріплення вертикальних гірничих виробок, і може використовуватися переважно для контролю стану монолітного бетонного і залізобетонного кріплення шахтних стволів. Відомий пристрій для контролю стану кріплення шахтного ствола [1], що містить відеокамеру з джерелом світла, базовий блок, що включає комп'ютер, систему керування і джерело електричної енергії, а також насадку бічного спостереження для відеокамери, досилальний пристрій з силовим, інформаційним і керувальним кабелями і буровий механізм. За допомогою бурового механізму у кріпленні ствола на всю його товщину вибурюють свердловину, вводять в неї досилальним пристроєм відеокамеру і вмикають підсвічування і відеокамеру. Одержувана відеоінформація про стан кріплення і простору за кріпленням в зоні свердловини надходить по кабельній мережі в базовий блок, де відбувається її оброблення і виведення на монітор комп'ютера. Для детального обстеження порожнини у просторі за кріпленням, за її наявності, на відеокамеру встановлюють насадку бічного спостереження. Недоліки цього пристрою: складність здійснення діагностичних досліджень стану кріплення і простору за кріпленням шахтного ствола, обумовлена необхідністю буріння спеціальних шпурів у кріпленні, а також низька інформативність, оскільки обсяг одержуваної інформації про стан кріплення і гірського масиву обмежений поверхнею шпура. До того ж капання води у просторі ствола і наявність потоків води на поверхні його кріплення в зоні досліджень негативно впливають на якість одержуваної інформації, а вимушене руйнування кріплення ствола при бурінні свердловин частково його ослабляє. Відомий пристрій для контролю стану кріплення шахтного ствола [2], що містить механічний збудник ударних коливань і блок приймання вібрацій. При виконанні вимірювань заздалегідь роблять розмітку контрольованої поверхні кріплення шахтного ствола по сітці з певним кроком. Далі одиночним механічним ударом в кожній розрахунковій точці збуджують коливання в масиві кріплення, при цьому в блоці приймання відбувається реєстрація вібрацій з подальшим аналізом їхніх характеристик. Ознакою наявності пустот в межах бази контролю є зростання амплітуди вільних коливань ділянки кріплення. Недоліки цього пристрою: складність здійснення діагностичних досліджень стану кріплення і простору за кріпленням шахтного ствола, обумовлена необхідністю механічного збудження коливань в масиві кріплення, а також низька інформативність, оскільки стан кріплення шахтного ствола контролюється точково, по сітці з певним кроком. До того ж капання води у просторі ствола і наявність потоків води на поверхні його кріплення в зоні досліджень негативно впливають на якість одержуваної інформації. Найближчим до передбачуваної корисної моделі по технічній суті і результату, що досягається, є пристрій для контролю стану кріплення шахтного ствола [3], що містить блок приймально-передавальних антен, сполучений інформаційним і керувальним кабелями з блоком керування і відображення інформації (ноутбуком). Блок приймально-передавальних антен розташовують на поверхні кріплення шахтного ствола, потім по керувальному кабелю подають сигнал на його вмикання і переміщають в заданому напрямі. Передавальна антена випромінює електромагнітний імпульс, що виробляється блоком приймально-передавальних антен, і направляє його в масив кріплення ствола. При зустрічі з аномаліями в досліджуваному масиві, а саме тріщинами і пустотами, електромагнітний імпульс відбивається, уловлюється приймальною антеною блока і надходить по інформаційному кабелю в блок керування і відображення інформації, де здійснюється його реєстрація, аналіз та візуалізація інформації у вигляді безперервного розрізу досліджуваного середовища з відображенням тріщин і пустот. Недоліки цього пристрою: область застосування обмежена сухими, необводненими стволами, де відсутні капання води у просторі ствола і потоки води на поверхні його кріплення. Тоді як в переважній більшості вертикальних стволів шахт України (особливо в глибоких) спостерігаються капання й інтенсивні водяні потоки на поверхні кріплення. В основу корисної моделі поставлена задача створення пристрою для контролю стану кріплення шахтного ствола, в якому за рахунок забезпечення блока приймально-передавальних антен жорстким водонепроникним коробом, усередині якого встановлено фіксатори блока приймально-передавальних антен, а по контуру борта короба закріплено еластичний ущільнювач, виконання в корпусі короба каналу для інформаційного і керувального кабелів блока керування і відображення інформації і отвору зі штуцером, сполученим повітропроводом з вакуумувальним пристроєм, забезпечується технічний результат - розширення області застосування пристрою для контролю стану кріплення, у тому числі й в обводнених шахтних стволах. Поставлена задача вирішується тим, що у пристрої для контролю стану кріплення шахтного ствола, що містить блок приймально-передавальних антен, зв'язаний інформаційним і 1 UA 79447 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 керувальним кабелями з блоком керування і відображення інформації, згідно з корисною моделлю, блок приймально-передавальних антен забезпечено жорстким водонепроникним коробом, усередині якого встановлено фіксатори блока приймально-передавальних антен, а по контуру борта короба закріплено еластичний ущільнювач, в корпусі короба виконано канал для інформаційного і керувального кабелів блока керування і відображення інформації і отвір зі штуцером, сполученим повітропроводом з вакуумувальним пристроєм. У прототипі блок приймально-передавальних антен, зв'язаний інформаційним і керувальним кабелями з блоком керування і відображення інформації, не захищений від капання і потоку води, що струмує по стінках кріплення ствола. Таке технічне рішення не дозволяє використовувати пристрій для контролю стану кріплення обводнених стволів. У корисній моделі, що заявляється, блок приймально-передавальних антен забезпечено жорстким водонепроникним коробом, усередині якого встановлено фіксатори блока приймальнопередавальних антен, а по контуру борта короба закріплено еластичний ущільнювач, в корпусі короба виконано канал для інформаційного і керувального кабелів блока керування і відображення інформації і отвір зі штуцером, сполученим повітропроводом з вакуумувальним пристроєм, що запобігає потраплянню вологи і води в зону роботи блока приймальнопередавальних антен, дає можливість дослідження стану кріплення обводнених стволів і підвищує якість одержуваної інформації. Порівняльний аналіз рішення, що заявляється, з прототипом дозволяє зробити висновок, що пропонований пристрій відрізняється від відомого забезпеченням блока приймальнопередавальних антен жорстким водонепроникним коробом, усередині якого встановлено фіксатори блока приймально-передавальних антен, а по контуру борта короба закріплено еластичний ущільнювач, виконанням в корпусі короба каналу для інформаційного і керувального кабелів блока керування і відображення інформації і отвору зі штуцером, сполученим повітропроводом з вакуумувальним пристроєм. На Фіг. 1 зображено загальний вид пристрою, на Фіг. 2 - вид А по Фіг. 1. Пропонований пристрій містить жорсткий водонепроникний короб 1 (Фіг. 1) із закріпленим по контуру його борта 2 еластичним ущільнювачем 3. Усередині короба 1 (Фіг. 2) встановлено фіксатори 4, в яких розташовано знімний блок приймально-передавальних антен 5. У корпусі короба 1 виконано кабельний канал 6 і отвір 7 зі штуцером 8 повітропроводу 9, що сполучає внутрішній простір короба 1 з вакуумувальним пристроєм 10. Через кабельний канал 6 проходять інформаційний 11 і керувальний 12 кабелі, що сполучають розташований усередині короба 1 блок приймально-передавальних антен 5 з розташованим поза коробом 1 блоком керування і відображення інформації 13. Пристрій працює в такий спосіб. Готують до роботи блок приймально-передавальних антен 5 і розміщують його усередині жорсткого водонепроникного короба 1, пропускаючи при цьому через кабельний канал 6 кабелі інформаційний 11 і керувальний 12 наперед приєднані до блока приймально-передавальних антен 5. Потім фіксаторами 4 закріплюють блок приймальнопередавальних антен 5 усередині жорсткого водонепроникного короба 1, а кабелі інформаційний 11 і керувальний 12 під'єднують до блока керування і відображення інформації 13. Після виконання цих підготовчих операцій жорсткий водонепроникний короб 1 з блоком приймально-передавальних антен 5 розташовують в зоні досліджень на поверхні кріплення шахтного ствола так, щоб забезпечувався щільний контакт закріпленого по контуру борту 2 еластичного ущільнювача 3 з поверхнею кріплення шахтного ствола, і приводять в дію вакуумувальний пристрій 10. У процесі роботи вакуумувального пристрою відбувається видалення вологого повітря з внутрішнього простору короба 1 і забезпечується щільне прилягання еластичного ущільнювача 3 до поверхні кріплення ствола. В результаті потоки води, що струмують по поверхні кріплення, не потрапляють всередину короба 1, що в поєднанні з осушеним повітрям усередині короба 1 створює сприятливі умови для ефективної роботи блока приймально-передавальних антен 5. Потім по керувальному кабелю 12 подають сигнал на ввімкнення блока приймально-передавальних антен 5. У процесі роботи блока приймальнопередавальних антен 5 передавальна антена блока 5 випромінює електромагнітний імпульс, що виробляється блоком приймально-передавальних антен 5, і надсилає його в масив кріплення ствола. Зустрічаючись з аномалією в досліджуваному масиві, а саме тріщинами і пустотами, електромагнітний імпульс відбивається, уловлюється приймальною антеною блока приймально-передавальних антен 5 і надходить по інформаційному кабелю 11 в блок керування і відображення інформації 13, де здійснюється його реєстрація, аналіз та візуалізація інформації у вигляді розрізу досліджуваного середовища з відображенням тріщин і пустот. Покроково переміщаючи жорсткий водонепроникний короб 1 з блоком приймально 2 UA 79447 U 5 10 15 20 25 передавальних антен 5 по поверхні кріплення, виконують дослідження стану всієї заданої ділянки кріплення ствола. Після закінчення роботи вимикають блок приймально-передавальних антен 5, кабелі інформаційний 11 і керувальний 12 від'єднують від блока керування і відображення інформації 13 і відмикають вакуумувальний пристрій 10. Жорсткий водонепроникний короб 1 знімають з поверхні кріплення і, звільнивши фіксатори 4, витягують з нього блок приймальнопередавальних антен 5. Пропоноване технічне рішення забезпечує зниження трудомісткості робіт по діагностиці стану кріплення обводнених стволів, підвищення якості і кількості інформації про технічний стан кріплення завдяки тому, що: блок приймально-передавальних антен розташований усередині жорсткого водонепроникного короба; - жорсткий водонепроникний короб забезпечений еластичним ущільнювачем; - вакуумувальний пристрій забезпечує щільне прилягання еластичного ущільнювача до поверхні кріплення ствола і видалення вологи з внутрішнього простору жорсткого водонепроникного короба. Джерела інформації: 1. Методическое пособие по комплексной геофизической диагностике породного массива и подземных геотехнических систем. - Днепропетровск, ИГТМ НАН им. Н.С. Полякова НАН Украины, 2004. - С. 10-12. 2. Методическое пособие по комплексной геофизической диагностике породного массива и подземных геотехнических систем. - Днепропетровск, ИГТМ НАН им. Н.С. Полякова НАН Украины, 2004. - С. 34-43. 3. Использование георадара в горном деле / ООО "Геофизпроект". - Режим доступа: www.georadar.com.ua/?id=57 - 10.09.2012 г. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 35 Пристрій для контролю стану кріплення шахтного ствола, що містить блок приймальнопередавальних антен, зв'язаний інформаційним і керувальним кабелями з блоком керування і відображення інформації, який відрізняється тим, що блок приймально-передавальних антен забезпечений жорстким водонепроникним коробом, усередині якого встановлено фіксатори блока приймально-передавальних антен, а по контуру борта короба закріплено еластичний ущільнювач, в корпусі короба виконано канал для інформаційного і керувального кабелів блока керування і відображення інформації і отвір зі штуцером, сполученим повітропроводом з вакуумувальним пристроєм. 3 UA 79447 U Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4