Пристрій для контролю кута ухилу (підйому) гірничої виробки при її проведенні

Реферат: UA 75998 U UA 75998 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до області гірничої справи, маркшейдерскої справи, точніше до вимірювання вертикальних кутів. Однією з важливих задач при спорудженні підземних гірничих виробок (далі г. в.) є завдання і контроль за дотриманням проектного ухилу (підйому) г. в. при її проведенні. Відомі низка пристроїв, що забезпечують завдання напряму г. в. у вертикальній площині в комплексі із застосуванням маркшейдерських кутомірних інструментів, тобто фіксація проектного кута ухилу (підйому) г. в., як простими осьовими реперами, закріпленими на схилі, або бічними реперами, що закріплюються в бічних стінках г. в., [1. - С. 182-183, рис. 110, 111], так і складнішими: світловими та лазерними покажчиками [2. - С. 171-172], [3. - С. 62-63], а також уклономіри із сполученими посудинами УСП, циферблатні уклономіри УП, автоматичні стабілізатори напряму ухилу АСУ [1. - С. 185-186]. Як перші, через велику трудомісткість і малу надійність, так і другі, через складність конструкції, що вимагає високу кваліфікацію обслуговуючого персоналу й дорожнечу, не знайшли широкого застосування на практиці. При безпосередньому проведенні г. в. (руйнуванні породи і зведенні кріплення), коли у вибої є прохідницьке обладнання, контроль за кутом ухилу (підйому) г. в. відомими засобами є важким для виконання. Тому такий контроль здійснюється, як правило, при оформленні виробки (настиланні рейкового шляху або конвеєра) з відставанням від забою г. в. на 20-30 метри, тобто вже при виправленні ухилу виробки з використанням тих же реперів [2. - С. 150-151] або ватерпасів і прохідницьких шаблонів ПШТ [1. - С. 164-167], які також не дозволяють виміряти й відкоригувати кут ухилу (підйому) г. в. при її безпосередньому проведенні (зведенні рам кріплення). Найбільш близьким технічним рішенням до заявленого пристрою "прототипом" може бути найпростіший геодезичний прилад-екліметр [4, с. 692], який являє собою: «… півколо із градусними поділками, в центрі якого на осі прикріплений висок, зверху півкола розташована лінійка для візирування …», що дозволяє грубо виміряти кут ухилу (підйому) на поверхні землі. Основним недоліком цього пристрою є незручність його застосування в підземних г. в. без додавання інших конструктивних елементів і зв'язків та низька точність вимірювань. Технічною задачею корисної моделі є створення пристрою, що базується на використанні підвішеного вертикального півкола з градусним поділом, і виска, в якому за рахунок зміни підвіски виска, застосування додаткових елементів конструкції і зв'язків між ними, забезпечується підвищення зручності вимірювання, корекції (виправлення), завдання напряму кута ухилу (підйому) підземної г. в., безпосередньому в забої і при ї проведенні, а також підвищення надійності й точності виконання цих робіт. Запропонований пристрій для контролю кута ухилу (підйому) г. в. при її проведенні складається із маятникового виска 1, виконаного у вигляді U-подібної осьової підвіски 2, що зменшує опір тертя на осі обертання 5, і вертикального півкола 3 із градусними розподілами, який жорстко з'єднаний із візирної рейкою 4. Вертикальне півколо з візирної рейкою 4 і маятниковий висок 1 мають можливість обертання навколо спільної осі 5, закріпленої на одному боці нерухомого Н-подібної основи, розташованої до вибою гірничої виробки, таким чином, що вісь 5 маятникового виска збігається з центром вертикального кола 3, При цьому U-подібна підвіска виска 2 завжди займає вертикальне положення, а візирна рейка 4 із вертикальним півколом 3 може незалежно від виска 1 переміщатися навколо спільної осі 5 у вертикальній площині. Для завдання проектного ухилу (підйому) г. в. із використанням "лазерної указки" з кольоровим променем 21 на кінці візирної рейки, зверненої до вибою г. в. є гніздо 6 з фіксатором 7 для кріплення такої указки. Проекція променя 21 "лазерної лінійки" на площину вибою 22 [фіг. 3] дозволяє визначити контур переріз/ вибою, де потрібно руйнувати породу. На цьому ж кінці візирної рейки 4 шарнірно змонтований на повзуні 10 з фіксатором шаблон 8, що складається з корпусу з фіксатором 7 і висувної частини, за допомогою якого визначається проектне положення верхняка 19 рами кріплення г. в. при коригуванні (виправленні) кута ухилу (підйому) [фіг. 2]. У робоче положення за допомогою повзуна 10 і фіксатора шаблон 8 можна переміщувати й закріплювати на відстані від осі вертикального півкола, відповідній кроку установки рам кріплення. Шаблон 8 кріпиться на повзуні 10 за допомогою осі 9 і фіксатора, що дозволяє фіксувати його в неробочому положенні параллельно до вимірювальної рейки [фіг. 1, 3]. На протилежному від вибою г. в. кінці візирної рейки 4 змонтовано рукоятку 12, вісь якої знаходиться в зубчастому зачепленні із зовнішньою поверхнею сегмента лімба 13, який має також градусні поділки. Сам же сегмент лімба 13 закріплений на протилежній від забою г. в. частині нерухомого Н-подібної основи пристрою. Такий кінематичний зв'язок сегмента лімба 13 і вертикального півкола 3 забезпечує плавний поворот візирної рейки з півколом навколо спільної осі 5 і фіксацію її у будь-якому місці сегмента лімба 13 при вимірюванні, коригуванні, завданні кута ухилу п (підйому) г. в., і підвищує 1 UA 75998 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 точність виміру. Для зручності виробництва звітів на сегменті лімба 13 на цьому кінці візирної рейки 4 змонтований візир 14 і лупа 15. Саму ж Н-подібну основу пристрою за допомогою двох повзунів 10 із фіксаторами 7 закріплено на направляючій рейці 16 підвіски, і вона (основа) може переміщатися уздовж направляючій рейки 16 у положення, коли вимірюється фактичний кут ухилу ф (підйому) г. в. [Фіг. 1] або коли здійснюється коректування кута ухилу (підйому) г. в. і контроль установки верхняка 19 зведеної рами кріплення г. в. у проектне положення [Фіг. 2], а також у положення коли задається проектний кут ухилу п (підйому) г. в. [Фіг. 3]. Для забезпечення працездатності пристрою, підвищення надійності й точності вимірювання, а також зручності роботи, напрямна рейка 16 підвіски за допомогою двох захоплювачів 17 з фіксаторами 18 шарнірно підвішена на два верхняки 19 раніше зведеної рами кріплення г. в. З цією ж метою пропонований пристрій виконано таким чином, що центри ваги елементів і зв'язків його, як і центри ваги конструкції пристрою в цілому, знаходяться в одній вертикальній площині. На фіг. 1 показано схему пристрою при вимірюванні фактичного кута ухилу (підйому) ф підземної г. в. На фіг. 2 показано схему пристрою при коригуванні (виправленні) кута ухилу (підйому) к підземної гірничої виробки й виставленні верхняка рами кріплення г. в. у проектне положення. На фіг. 3 показано схему пристрою при завданні проектного кута ухилу (підйому) п підземної гірничої виробки. Запропонований пристрій (корисна модель) умовно складається з трьох частин: вимірювальної, основи й підвіски. Вимірювальна частина складається із маятникового виску 1, вертикального півкола 3 з візирної рейкою 4, гнізд 6 з фіксатором 7 на візирній рейці 4 для кріплення "лазерної указки", шаблона 8 для виставлення верхняка кріплення 19, візира 14 з лупою 15, сегмента лімба 13 і механізму плавного переміщення візирної рейки 4 з півколом навколо спільної осі 5. Основу пристрої виконано у вигляді Н-подібної шини, на якій змонтовано всі елементи вимірювальної частини. Основу за допомогою двох повзунів 10 із фіксаторами 7 закріплено на направляючій рейці 16 підвіски. Основа може переміщатися й фіксуватися в тому місці направляючої рейки 16, яка відповідає кроку установки рам кріплення г. в. Підвіска, що складається з направляючої рейки 16 і двох захоплювачів 17 із фіксаторами 18, шарнірно підвішена на два верхняки 19 рам кріплення г. в. Пристрій працює наступним чином: А При вимірюванні фактичного кута ф ухилу (підйому) г. в. [фіг. 1]. Перевіряється працездатність пристрою за вільним коливанням маятникового виска. З цією метою маятник 1 відхиляється від вертикального положення в площині симетрії пристрою. Кількість коливань в обидва боки від вертикалі має бути не менше семи. За допомогою рукояті 12 візирної рейки 12 встановлюється індекс 14 на нульовий звіт на сегменті лімба 13. Потім заспокоюється висок 1. Коли підвіска 2 останніх займає вертикальне положення, береться звіт по вертикальному півколу 3 з точністю до 1/10 поділки, відповідної до 6', яка дорівнює фактичному куту нахилу (підйому) г. в. Для підвищення точності вимірювання до 3' звіт по колу робиться двічі при підведенні 12 візира 14 до нульового звіту на сегменті лімба 13 зверху, а потім знизу. Остаточне значення кута приймається таке, що дорівнює середньому з двох звітів. Б. При коригуванні кута ухилу к (підйому) г. в. з метою встановлення верхняка 9 зведеної кріпильної рами в проектне положення [фіг. 2]. З цією метою вимірюється фактичний кут ухилу (підйому) г. в. (див. п.А). Потім на цоколь з вимірювальною частиною переміщається по напрямній рейці 16 і закріплюється в передній її частині, спрямованої до забою г. в. [Фіг. 2]. Після заспокоєння виска 1 за допомогою рукоятки 12 візирної рейки встановлюється на сегменті лімба 13 коригувальний звіт к, що дорівнює поправці 2(ф-п), тобто подвійна різниця кутів ухилу (підйому) виміряного і проектного. При цьому верхній кінець шаблону 8 покаже проектне положення верхняка 19 першої зведеної рами кріплення г. в. В. При завданні проектного кута ухилу п (підйому) підземної г. в. під час її проведення-руйнування породи та кріплення [фіг. 3]. На початку роботи за допомогою фіксатора 7 закріплюється "лазерна указка" в спеціальне гніздо 6 на оберненому до забою г. в. кінці візирної рейки 4. Після цього перевіряється працездатність пристрою (див. п. А), потім після заспокоєння виска 1, за допомогою рукояті 12 й візирної рейки 4 переміщують вертикальне півколо 3 таким чином, щоб проекція підвіски 2 виска 1 на півколо 3 зайняла положення "звіт", що дорівнює проектному куту δп ухилу (підйому) підземної г. в. Для підвищення точності вимірювань до 3' встановлення проектного кута п ухилу (підйому) г. в. робиться двічі: при підведенні проекції підвіски 2 до "звіту" на вертикальному півколі 3, що дорівнює проектному значенню кута п ухилу (підйому) г. в. зліва і справа. Після цього відзначають проекцію 22 кольорового променя 21 "лазерної указки" на площині забою, і від цієї 2 UA 75998 U 5 10 позначки розмічають проектний перетин підземної г. в. у проходці. У випадку, коли виміряний кут ф ухилу (підйому) підземної г. в. дорівнює проектному п, кольоровий промінь 21 "лазерної указки" може використовуватися при установці верхняків рамного кріплення г. в. в якості відомих вертикальних реперів. Корисна модель підвищує надійність, точність вимірювання фактичного і спрощується завдання проектного кутів ухилу (підйому) г. в. при її проведенні, забезпечується контроль виставлення верхняка рами кріплення в проектне положення при її зведенні, а також покращується зручність виконання цих робіт. Джерела інформації: 1. Казаковский Д.А., Кротов Г.А. и др. Маркшейдерское дело. - М.: Недра, 1970. - Ч. І. 2. Казаковский Д.А., Авершин С.Г. и др. Маркшейдерское дело. - М.: Недра, 1959. 3. Справочник по маркшейдерскому делу, под ред. Омельченко А.Н. - М.: Недра, 1979. 4. Справочник для инженеров, техников и студентов. - Т.1, изд.16, под общей редакцией Запорожец В.К., Курбатова С.И. и др. - М.-Л.: Госмаштехиздат, 1934. 15 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 25 30 35 Пристрій для контролю кута ухилу (підйому) гірничої виробки (далі г. в.) при її проведенні, що включає маятниковий висок і вертикальне півколо з градусними поділками, який відрізняється тим, що маятниковий висок виконаний у вигляді U-подібної осьової підвіски, а вертикальне півколо має можливість обертання навколо спільної осі, закріпленої на одній стороні розташованої до вибою г. в., нерухомої Н-подібної основи пристрою, причому жорстко закріплена до вертикального півкола візирна рейка на одному кінці від забою має гніздо з фіксатором для кріплення "лазерної указки", кольоровий промінь якої, як продовження візирної рейки, виконує роль покажчика проектного кута ухилу (підйому) виконуваної г. в., і шарнірно змонтований на повзуні з фіксатором шаблон, який служить для контролю виставлення верхняка рами кріплення г. в., що зводиться, у проектне положення, а на другому, протилежному від забою г. в. кінці візирної рейки, змонтовано індекс із лупою й рукоятка, вісь якої знаходиться в зубчастому зачепленні із зовнішньою поверхнею сегмента лімба з градусними поділками закріпленого на протилежній від забою г. в. частини Н-подібної основи пристрою, при цьому такий кінематичний зв'язок забезпечує плавний поворот візирної рейки з півколом навколо спільної осі й фіксацію її в будь-якому місці сегмента лімба, саму ж Н-подібна основа пристрою двома повзунами з фіксаторами закріплено на направляючій рейці підвіски, яка за допомогою двох захоплень із фіксаторами шарнірно підвішена на двох верхняках рам кріплення г. в., крім цього центри ваги елементів і зв'язків пристрою знаходяться в одній вертикальній площині. 3 UA 75998 U 4 UA 75998 U Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 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 5