Устройство контроля устойчивости закладочного массива

 

УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ УСТОЙЧИВОСТИ ЗАКЛАДОЧНОГО МАССИВА , содержащее трехкомпонентный датчик напряжений, выход которого соединен с входами усилителей, сумматор, пороговый элемент, соединенный с индикатором, отлиN Ы чающееся тем, что, с целью повышения дпстоверности контроля за счет учет абсолют ных значений напрялчений и свойств контролируемого массива, опо снабжено вгорым сумматором, двумя блоками вычитания, блоком задания свойств массива и блоком ныделения наибольшего и наименьн1его сигналов , входы которого соединены с выходами усилителей, а выходы соединены с входами первого блока вычитания и нервого сумматора , выход последнего через второй сумматор подключен к одному входу второго блока вычитания, другой вход которого соединен с выходом первого блока вычитания, причем блок задания свойств массива подключен к первому и второму сумматорам, при этом выход второго блока вычитания S соединен с входом норогового элемента. /J h/f // г п СП СХ) - W h г

СОЮЗ СО8ЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК g 4 Е 21 С 39/00

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

f >

)ъ (с 1м р с. т; ) т,, d 1

К А BTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТБУ

1 I

1 (21) 3715983/22-03 (22) 28.03.84. (46) 23.07.85. Бюл. № 27 (72) В. С. Ямщиков, Л. Л. Павлов и Э. Ш. Ваниев (71) Московский ордена Трудового Красного Знамени горный институт (53) 622.831.3 (088.8) (56) l. Авторское свидетельство СССР № 962616, кл. Е 21 С 39/00, 1981.

2. Авторское свидетельство СССР № 715793, кл. Е 21 С 39/00, 1977. (54) (57) УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ УСТОЙЧИВОСТИ ЗАКЛАДОЧНОГО МАССИВА, содержащее трехкомпонентный датчик напряжений, выход которого соединен с входами усилителей, сумматор, пороговый элемент, соединенный с индикатором, отлачающе(.ся тем, что, с EE(.3hlo повышения у)стоверности контроля за счет учет3 абсолюг

H hlx 3н 3 )с пи Й II3 IIPHil(Eьппй 11 13()11(1 3 l(()II1 1)() лируемого массива, опо снабжс () в горы)1 сумматором, двумя блоками вычитания, бло

KoII задания свойств масс11(13 и б,1()ком Ilhlделения наибольи)его и наименьшего спгн(1лов, входы которого соедин(ны с Bllxo3;I.,III усилителей, а выходы соединены с входами первого блока вычитания и п(рвого сумматора, выход последнего через второй сумматор подключен к одному входу второго б. )ока вычитания, другой вход которого сосд11нен с выходом первого блока вычитания, причем блок задания свойств массивы Il()3ключен к первому и второму сумматорам, при этом выход второго блока вь1чптапия соединен с входом порогового элемент(l.

1168711 массиве в процессе его формирования и измеряющих нормальные напряжения в трех взаимно перпендикулярных плоскостях. Дат чики 1 — 3, соединены соответственно с усилителями 4 — 6, выходы которых соединены с блоком 7 выделения наибольшего и наименьшего сигналов. Выходы блока 7 соединены с входами первого блока 8 вычитания и первого сумматора 9. Выход последнего соединен с входом второго сумматора

10, выход которого соединен с входом вто50

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при подземной разработке месторождений полезных ископаемых системами с закладкой выработанного пространства.

Известно устройство контроля напряженного состояния массива горных пород, состоящее из измерителя продольных деформаций скважин и блока контроля, осуществляющего сравнение ускорения мгновенных деформаций с величиной ускорения для неустойчивого массива (1).

Известно устройство контроля состояния массива горных пород, содержащее трехком— понентный датчик напряжений, выход которого соединен с входами усилителей, сум- 15 матор и пороговый элемент, соединенный с и иди катором (2) .

Недостатком известных устройств является низкая достоверность контроля, вызванная тем, что не учитываются напряжения, существовавшие в массиве до установ- 20 ки датчиков.

Целью изобретения является повышение достоверности контроля за счет учета абсолютных значений напряжений и свойств контролируемого массива. 25

Поставленная цель достигается тем, что устройство контроля устойчивости закладочного массива, содержащее трехкомпонентный датчик напряжений, выход которого соединен с входами усилителей, сумматор, пороговый элемент, соединенный с индика- З0 тором, снабжено вторым сумматором, двумя блоками вычитания, блоком задания свойств массива и блоком выделения наибольшего и наименьшего сигналов, входы которого соединены с выходами усилителей, а выходы соединены с входами первого блока Ç5 вычитания и первого сумматора, выход последнего через второй сумматор подключен к одному входу второго блока вычитания, другой вход которого соединен с выходом первого блока вычитания, причем блок зада- 40 ния свойств массива подключен к первому и второму сумматорам, при этом выход второго блока вычитания соединен с входом порогового элемента.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 — блок выде- 45 ления наибольшего и наименьшего сигналов.

Устройство состоит из датчиков 1 — 3 (фиг. 1) устанавливаемых в закладочном рого блока 11 вычитания. Второй вход последнего соединен с выходом первого блока

8 вычитания, а выход блока 11 — с входом порогового элемента 12, нагруженного индикатором 13. Блок 14 задания свойств массива соединен с сумматорами 9 и 10 и служит для установки коэффициента передачи первого сумматора 9 и постоянного напряжения на входе второго сумматора 10 в зависимости от механических свойств контролируемого массива.

Блок 7 выделения наибольшего и наименьшего сигналов может быть выполнен по схеме (фиг. 2). Схема выделения наибольшего сигнала состоит из диодов 15 — 17, резистора 18 и источника 19 питания. Аноды диодов 15 — 17 соединены с выходами усилителей 4 — 6, а точка соединения катодов, диодов и резистора 18 соединена с входами блоков 8 и 9. Схема выделения наименьшего сигнала состоит из диодов 20 — 22, резистора 23 и источника 24 питания. Катоды диодов 20 — 22 также соединены с выходами усилителей 4 — 6, а точка соединения их анодов и резистора 23 соединена с вторыми входами блоков 8 и 9.

Устройство работает следующим образом.

Сигналы датчиков 1 — 3, пропорциональные нормальным напряжениям, действующим в трех взаимно перпендикулярных плоскостях, усиливаются усилителями 4 — 6 и поступают на блок 7 выделения наибольшего и наименьшего из трех сигналов. Током, протекающим через источник 19 питания и резистор 18, открывается тот из диодов 15 — 17, на анод которого подано наибольшее напряжение. К другим двум диодам при этом приложено запирающее напряжение. Таким образом, наибольший из усиленных усилителями 4 — 6 сигналов (если пренебречь падением напряжения на открытом диоде) через один из диодов 15 — 17 подается на входы первого блока 8 вычитания и первого сумматора 9. Аналогично наименьший из усиленных сигналов через один из диодов 20 — 22 подается на вторые входы блоков 8 и 9. Сигнал на выходе блока 8 вычитания, пропорциональный разности входных сигналов, пропорционален наибольшим касательным напряжениям, действующим в контролируемом участке массива.

Коэффициент передачи сумматора 9 с помощью блока 14 задания свойств массива, состоящего„например, из двух потенциометров, устанавливается пропорциональным тангенсу угла внутреннего трения материала контролируемого массива, а постоянное напряжение на входе второго сумматора

10 устанавливается пропорциональным коэффициенту сцепления (пределу прочности на срез) контролируемого материала. На второй вход второго сумматора 10 поступает выходной сигнал первого сумматора 9. При

1168711

Составитель Г. Алексеева

Редактор Л. Гратилло Техред И. Верес Корректор В. Бутяга

Заказ 4576/31 Тираж 482 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП сПатент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 этом сигнал на выходе второго сумматора

10 пропорционален предельным касательным напряжениям для данного напряженного состояния. Разность выходных сигналов первого блока 8 вычитания и второго сумматора 10, выделяемая вторым блоком

11 вычитания, характеризует устойчивость (запас прочности) контролируемого участка массива.

При достижении выходным сигналом блока 11 критического значения пороговый элемент 12 включает индикатор 13.

Датчики 1 — 3 нормальных напряжений могут быть выполнены с использованием тензорезисторных мостов, питаемых постоянным током. Усилители, сумматоры, блоки вычитания и пороговый элемент могут быть выполнены по стандартным схемам на операционных усилителях. В качестве индикатора 13 может быть использована лампа накаливания.

Устройство может быть включено в автоматизированную систему контроля. При этом из него можно исключить пороговый элемент 12 и индикатор 13, а выход блока

11 вычитания с помощью линии связи соединить с ЭВМ.

Учет абсолютных значений напряжений и механических свойств массива позволяет повысить достоверность контроля по сравнению с известным устройством и исключить операцию бурения скважин.

По сравнению с базовым образцом, за который принята аппаратура контроля деформаций «Массив», предлагаемое устройство за счет повышения достоверности контроля позволяет снизить содержание цемента в закладочной смеси на 10%. Кроме того, повышение достоверности контроля устойчивости закладочного массива способствует повышению безопасности ведения горных работ.