Устройство для съемки сечений камерных выработок
Владельцы патента RU 2469268:
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский федеральный университет" (RU)
Изобретение относится к приборам, используемым в горной промышленности для съемки сечения выработанного пространства. Технический результат заключается в обеспечении измерения размеров сечения камерной выработки в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Достигается это тем, что устройство для съемки сечений камерных выработок состоит из вертикальной стойки, пластины, закрепленного на пластине круглого уровня, согласно изобретению вертикальная стойка снабжена шаровым шарниром, состоящим из шаровой пяты и корпуса, снабженного зажимом, при этом шаровая пята соединена с посадочным стаканом, имеющим внутреннее отверстие, в котором расположена опора с возможностью поворота вокруг оси, причем опора через зажимной шток соединена с другой опорой, на которую надет цилиндр, с возможностью поворота вокруг оси этой опоры, и который присоединен к одной из сторон пластины соосно с круговой угломерной шкалой, расположенной на другой стороне пластины, при этом в центре круговой угломерной шкалы посредством шпильки закреплен лазерный дальномер со стрелкой с возможностью поворота вокруг оси шпильки, а к торцевой поверхности пластины перпендикулярно плоскости круговой угломерной шкалы прикреплена буссоль посредством муфты, с возможностью поворота вокруг оси муфты, и угломерная шкала с угловыми отметками ±90°, снабженная стрелкой, при этом все элементы устройства, кроме стрелки буссоли, выполнены из немагнитного материала. Посадочный стакан и цилиндр снабжены фиксаторами. Буссоль снабжена центрирующим грузом, прикрепленным к ней при помощи стяжек. 2 з.п. ф-лы, 10 ил.
Изобретение относится к приборам, используемым в горной промышленности для съемки сечения выработанного пространства.
Известно устройство для съемки сечения выработанного пространства, состоящее из точечного источника света, расположенного на верхнем конце рейки, с помощью которой источник света последовательно обводится по контролируемому сечению (А.А.Трофимов и др. Фотограмметрический способ контроля поперечного сечения горных выработок больших размеров. / Сб. науч. тр. Передовые технологии и технико-экономическая политика освоения месторождений в XXI веке. - ГАЦМиЗ, Красноярск, 2000. - с.67).
Недостатком данного устройства является необходимость использования дополнительного устройства для съемки расстояний до стенок выработки.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому является устройство для съемки сечений горных выработок, состоящее из вертикальной стойки, пластины, а также круглого уровня (Николаев Н.Н. и др. Съемка сечений подготовительных и очистных горных выработок с помощью прибора «Импульсный светопрофиль - ФС6» / Сб. Методика и техника маркшейдерских работ. Труды ВНИМИ, №90, 1973 г., с.97-102).
Недостатком данного устройства является необходимость использования дополнительного устройства для съемки расстояний до стенок выработки.
Задачей изобретения является обеспечение измерения размеров сечения камерной выработки в горизонтальной и вертикальной плоскостях.
Поставленная задача достигается тем, что устройство для съемки сечений камерных выработок состоит из вертикальной стойки, пластины, закрепленного на пластине круглого уровня, согласно изобретению вертикальная стойка снабжена шаровым шарниром, состоящим из шаровой пяты и корпуса, снабженного зажимом, при этом шаровая пята соединена с посадочным стаканом, имеющим внутреннее отверстие, в котором расположена опора с возможностью поворота вокруг оси, причем опора через зажимной шток соединена с другой опорой, на которую надет цилиндр, с возможностью поворота вокруг оси этой опоры, и который присоединен к одной из сторон пластины соосно с круговой угломерной шкалой, расположенной на другой стороне пластины, при этом в центре круговой угломерной шкалы посредством шпильки закреплен лазерный дальномер со стрелкой с возможностью поворота вокруг оси шпильки, а к торцевой поверхности пластины перпендикулярно плоскости круговой угломерной шкалы прикреплена буссоль посредством муфты, с возможностью поворота вокруг оси муфты, и угломерная шкала с угловыми отметками ±90°, снабженная стрелкой, при этом все элементы устройства, кроме стрелки буссоли, выполнены из немагнитного материала. Посадочный стакан и цилиндр снабжены фиксаторами. Буссоль снабжена центрирующим грузом, прикрепленным к ней при помощи стяжек.
Использование предлагаемого устройства позволяет провести измерения размеров сечения камерной выработки в горизонтальной и вертикальной плоскостях, за счет ориентирования пластины в горизонтальной и вертикальной плоскостях поворотом шаровой пяты в корпусе с помощью круглого уровня, установленного на верхней плоскости пластины, а также изменять углы поворота пластины в вертикальной и горизонтальной плоскостях поворотом вокруг оси зажимного штока и вокруг осей стакана и цилиндра, а затем зафиксировать это положение зажимом, зажимным штоком, фиксаторами.
Размещение лазерного дальномера со стрелкой на круговой угломерной шкале в ее центре с помощью шпильки с возможностью поворота дальномера вокруг оси шпильки позволяет поворачивать дальномер на заданный угол, считываемый по круговой шкале с помощью стрелки и производить в этом направлении измерение расстояния от дальномера до стенки выработки - съемку сечения выработки в горизонтальной плоскости. Закрепление цилиндра соосно с центром круговой угломерной шкалы обеспечивает неизменность исходной точки измерения длин при повороте круговой угломерной шкалы вокруг оси стакана.
Наличие буссоли, прикрепленной на торцевой поверхности пластины перпендикулярно плоскости круговой угломерной шкалы посредством муфты, позволяет ориентировать круговую угломерную шкалу в направлении «север-юг» и от этого направления определять азимутальные углы точек съемки, так как направление «север» буссоли ориентировано в направлении отметки 0° круговой шкалы, а направление «юг» - на отметку 180° круговой шкалы. Центрирующий груз, прикрепленный к буссоли посредством жестких стяжек, обеспечивает постоянное положение буссоли в горизонтальном положении.
По стрелке угломерной шкалы с угловыми отметками ±90°, закрепленной на торце пластины перпендикулярно плоскости круговой угломерной шкалы, определяются углы наклона круговой угломерной шкалы в вертикальной плоскости - то есть углы наклона линий съемки на точки на стенках выработки. По шкале -90° определяются нисходящие углы, по шкале +90° - восходящие углы.
Так как все элементы устройства, кроме стрелки буссоли, выполнены из немагнитного материала, то это позволяет использовать для измерения азимутальных углов буссоль без искажения их величин.
Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг.1 показан общий вид собранного устройства с торца с расположением пластины в вертикальной плоскости; на фиг.2 - вид А→; на фиг.3 - вид Б→; на фиг.4 - общий вид собранного устройства с торца с расположением пластины в горизонтальной плоскости; на фиг.5 - вид В→; на фиг.6 - соединение пластины с буссолью и угломерной шкалой при расположении пластины вертикально; на фиг.7 - соединение пластины с буссолью и угломерной шкалой, а также с шаровой пятой при расположении пластины горизонтально; на фиг.8 - соединение пластины с шаровым шарниром при расположении пластины горизонтально; на фиг.9 - приведена схема работы устройства в горной выработке при съемке сечения выработки в горизонтальной плоскости; на фиг.10 - то же в вертикальной плоскости.
На вертикальную стойку 1, имеющую основание 2 со штырями, прикреплен шаровой шарнир, состоящий из шаровой пяты 3, корпуса 4 и зажима 5. К шаровой пяте 3 прикреплен посадочный стакан 6, имеющий фиксатор 7. В этот стакан помещена опора 8, соединенная зажимным штоком 9 с другой опорой 10, помещенным в цилиндр 11, присоединенный к пластине 12 и имеющий фиксатор 13. На пластине 12 расположена круговая угломерная шкала 14, в центре которой посредством шпильки 15 закреплен лазерный дальномер 16 со стрелкой 17, а также расположен круговой уровень 18. К торцевой поверхности пластины 12 прикреплена буссоль 19 посредством муфты 20. К буссоли 19 посредством жестких стяжек 21 прикреплен центрирующий груз 22. Также на торцевой поверхности пластины 12 закреплена угломерная шкала 23 с угловыми отметками ±90°, снабженная стрелкой 24.
Работа устройства осуществляется следующим образом.
Устройство устанавливается на исходной точке и пластина 1 по круговому уровню 18 горизонтируется посредством поворота опоры пластины 10 вокруг оси штока 9, а также поворотом шаровой пяты 3 в корпусе 4 шарового шарнира, и фиксируется зажимом шарового шарнира 5 и зажимным штоком 9. Затем поворотом пластины 12 вокруг оси цилиндра 11 круговая угломерная шкала 14 ориентируется отметкой 0° в направлении на север по буссоли 19.
При этом буссоль 19 под действием центрирующего груза 22, жестко прикрепленного к буссоли стяжками 21, находится постоянно в горизонтальном положении вследствие свободного поворота муфты 20. После этого пластина 12 и буссоль 19 фиксируются фиксаторами 13 и 7. Стрелка 24 угломерной шкалы 23 при этом направлена на угловую отметку 0°.
После этого осуществляется съемка бортов выработки 25 в горизонтальной плоскости на высоте установки круговой угломерной шкалы 14 от почвы выработки. Для чего лазерный дальномер 16 поворачивают вокруг шпильки 15 на углы, определяемые по стрелке 17 на круговой угломерной шкале 14, и, включив дальномер, производят замер длины луча до выбранных точек (I-VII) на борту выработки 25. Далее по длине выработки выбирается следующая точка расположения устройства (например, VIII), на которую определяются азимутальный угол по круговой угломерной шкале 14, расстояние - по лазерному дальномеру 16 и по угломерной шкале 23 - угловое превышение выбранной точки (VIII) от высотной отметки (h) нахождения устройства. Определение углового превышения осуществляется следующим образом: круговая угломерная шкала 14 поворотом пластины 12 вокруг оси цилиндра 11 устанавливается отметкой 0° в направлении выбранной точки. Далее поворотом другой опоры 10 вокруг оси зажимного штока 9 луч лазерного дальномера 16 направляется на данную точку и по стрелке 24 на угломерной шкале 23 считывается угол наклона луча. Если используется линейка, например маркшейдерская рейка, то луч дальномера направляется на высотную отметку на рейке, равной высоте (h) установки луча лазерного дальномера 16 от почвы выработки на текущей точке, тем самым, по угломерной шкале 23 определяется истинный угол превышения почвы выработки между точками установки устройства - исходной и намечаемой.
Определение сечения выработки в вертикальной плоскости осуществляют следующим образом. После ориентации круговой угломерной шкалы 14 в горизонтальной плоскости и в направлении «север-юг» пластина 12 устанавливается по угломерной шкале 23 в вертикальном положении путем поворота цилиндра 11 вокруг оси штока 9, при этом стрелка 24 угломерной шкалы 23 находится на отметке +90°. Затем лазерный дальномер 16 поворачивают вокруг шпильки 15 на углы, определяемые по стрелке 17 на круговой угломерной шкале 14, и, включив дальномер, производят замер длины луча до выбранных точек по контуру выработки 25. При этом численные значения расстояний по углам 0° и 180°, 90° и 270° указывают пространственное положение точки съемки - центра круговой угломерной шкалы - соответственно от кровли и почвы выработки, а также стенок выработки в месте установки устройства.
Для получения объемной фигуры выработки производят съемку несколько вертикальных сечений выработки из точки стояния устройства. Для этого поворачивают пластину 12 с круговой угломерной шкалой 14 вокруг оси посадочного стакана 6 путем поворота опоры 8 на определенный азимутальный угол, считываемый по шкале буссоли 19, и фиксируют данное положение устройства фиксатором 7. Затем лазерный дальномер 16 поворачивают вокруг шпильки 15 на углы, определяемые по стрелке 17 на круговой угломерной шкале 14, и, включив дальномер, производят замер длины луча до выбранных точек по контуру выработки 25. Для получения следующего сечения поворачивают пластину 12 с круговой угломерной шкалой 14 вокруг оси посадочного стакана 6 путем поворота опоры 8 на определенный азимутальный угол, считываемый по шкале буссоли 19, и фиксируют данное положение устройства фиксатором 7 и повторяют все перечисленные выше операции.
Затем переустанавливают устройство на новую точку на направлении съемки и повторяют все перечисленные выше операции.
После съемки отстраивают контуры сечений выработки в выбранном масштабе. Для этого по численным значения расстояний по углам 0° и 180°, 90° и 270° фиксируют пространственное расположение центральной точки съемки (оси шпильки 15) от кровли и почвы выработки и от стенок выработки. Далее от этой точки намечают линии углов измерения и откладывают соответствующие численные значения замерных расстояний от оси шпильки до контура выработки. Соединив все отмеченные точки на концах лучей, получают контур выработки. При построении продольного вертикального разреза по выработке учитываются расстояния между точками установки устройства и углы превышения между ними.
Использование предлагаемого устройства позволяет провести измерения размеров сечения камерной выработки в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Данное устройство можно использовать также для съемки карстовых пустот - пещер.
1. Устройство для съемки сечений камерных выработок, состоящее из вертикальной стойки, пластины, закрепленного на пластине круглого уровня, отличающееся тем, что вертикальная стойка снабжена шаровым шарниром, состоящим из шаровой пяты и корпуса, снабженного зажимом, при этом шаровая пята соединена с посадочным стаканом, имеющим отверстие, в котором расположена опора с возможностью поворота вокруг оси, причем опора через зажимной шток соединена с другой опорой, на которую надет цилиндр, с возможностью поворота вокруг оси этой опоры, и который присоединен к одной из сторон пластины соосно с круговой угломерной шкалой, расположенной на другой стороне пластины, при этом в центре круговой угломерной шкалы посредством шпильки закреплен лазерный дальномер со стрелкой с возможностью поворота вокруг оси шпильки, а к торцевой поверхности пластины перпендикулярно плоскости круговой угломерной шкалы прикреплена буссоль посредством муфты, с возможностью поворота вокруг оси муфты, и угломерная шкала с угловыми отметками ±90°, снабженная стрелкой, при этом все элементы устройства, кроме стрелки буссоли, выполнены из немагнитного материала.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что посадочный стакан и цилиндр снабжены фиксаторами.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что буссоль снабжена центрирующим грузом, прикрепленным к ней при помощи стяжек.
