Система диагностики блоков горных пород

Изобретение относится к средствам диагностики блоков (9) горных пород и может быть использовано для детального определения в структуре блока горной породы наличия и параметров трещин, пустот, инородных включений. Сущность: система включает верхние фиксаторы (1), соединенные вертикальными направляющими (2) с нижними фиксаторами (3). На вертикальных направляющих (2) установлены с возможностью вертикального перемещения втулки (4). На втулках (4) закреплены горизонтальные направляющие (5), на одной из которых установлен передатчик (6) сигнала, а на другой – приемник сигнала. Передатчик (6) сигнала и приемник сигнала установлены на горизонтальных направляющих (5) с возможностью синхронного продольного перемещения. Верхние и нижние фиксаторы (1, 3), вертикальные и горизонтальные направляющие (2, 5) расположены симметрично на противоположных боковых поверхностях блока (9) горной породы. Технический результат: повышение точности диагностики структуры блоков горных пород при исключении нарушения целостности блоков, а также снижение трудоемкости работ и времени на диагностику блоков. 3 ил.

 

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может применяться как устройство для исследования внутренней структуры блоков ценных горных пород, например мрамора.

Известно устройство для реализации способа геоэлектроразведки, содержащее электрически связанные между собой приемопередающую антенну, передающее и приемное устройства, измерительное устройство, устройство обработки информации, блок изменения моделирующего импульса и блок индикации (а.с. SU 1193622 A, G01V3/12, 23.11.85).

Недостаток известного устройства заключается в том, что при его использовании можно получить ограниченную информацию, а именно: только геологическую характеристику породы, среды и глубину ее залегания в горном массиве, что объясняется возможностью ограниченного исследования горного массива только с одной его поверхности - с поверхности почвы. Этим снижается, соответственно, достоверность, уровень информации о геологической структуре горного массива.

Известно устройство мобильного радиоволнового диагностирования грунтов верхней части геологического разреза, включающее транспортное средство, измерительную систему, связанную механически посредством, например, манипулятора с транспортным средством. Измерительная система снабжена корпусом с расположенными в нем антеннами и блоком антенных усилителей, соединенных с радиоприемником, расположенным на транспортном средстве, при этом корпус установлен через гироскоп на телескопической штанге механической связи (патент RU 171364 U1; G01V3/17, G01V3/15; 29.05.2017).

Недостаток известного устройства мобильного радиоволнового диагностирования в том, что устройство позволяет получить информацию исключительно о месте расположения неоднородностей в зоне исследования геологической среды, что обусловлено возможностью ее исследования только с внешней поверхности. Такого исследования, т.е. проведения одного измерения, недостаточно для понимания, какая структура геологической среды.

Известно устройство для измерения времени распространения упругих волн в массиве, содержащее датчики-прерыватели, расположенные в массиве горной породы, блоки цепей постоянного тока, соединенные с датчиками-прерывателями, счетные узлы, связанные входами усилителей между собой и с блоками, а также содержащее импульсный источник, установленный на поверхности горного массива (патент RU 2117913; G01B15/06, G04F10/04; 20.08.1998).

Недостатком известного устройства является технологическая необходимость выполнения полостей, например, скважин, в горном массиве, в которых размещаются датчики-прерыватели, чем обуславливается повышение трудоемкости работ и времени на диагностику массива. Кроме этого, недостаток заключается в сложности размещения датчиков-прерывателей в полостях, особенно глубоких, и, соответственно, фиксации датчиков на стенках полостей, что обуславливает снижение точности диагностики горного массива.

Еще недостатком устройства является нарушение целостности массива полостями, т.е. «вторжение» полостей вглубь массива, что крайне нежелательно при проведении обследования ценной горной породы, т.к. повышается ее выбраковка.

Технической задачей изобретения является повышение точности диагностики структуры блоков горных пород при исключении нарушения целостности блоков, а также снижение трудоемкости работ и времени на диагностику блоков.

Технический результат достигается тем, что система диагностики блоков горных пород, включающая передатчики сигнала и приемники сигнала, устройство обработки принятых сигналов, снабжена верхними фиксаторами, расположенными на верхней поверхности блока, нижними фиксаторами, установленными на почве, вертикальными направляющими, соединенными с верхними и нижними фиксаторами, втулками, подвижно установленными на вертикальных направляющих, горизонтальными направляющими, закрепленными на втулках. При этом, верхние и нижние фиксаторы, вертикальные направляющие, втулки, горизонтальные направляющие расположены симметрично на противоположных боковых поверхностях блока, передатчик сигнала подвижно установлен на горизонтальной направляющей, а приемник сигнала подвижно установлен на противоположной горизонтальной направляющей.

Подвижная установка передатчика и приемника сигнала на горизонтальных направляющих позволяет перемещать передатчик и приемник сигнала горизонтально по боковым противоположным поверхностям блока. Закрепление горизонтальных направляющих на втулках, подвижно установленных на вертикальных направляющих, соединенных с верхними и нижними фиксаторами, позволяет перемещать передатчик и приемник сигнала вертикально по боковым противоположным поверхностям блока.

Посредством горизонтального и вертикального перемещений передатчика и приемника сигнала обеспечивается диагностика блока по его толщине, по всей боковой поверхности в любом ее месте, что позволяет повысить точность диагностики структуры блока без нарушения его целостности в виде, например, скважин, шпуров, чем, соответственно, снижается трудоемкость работ и время диагностики блока.

Система диагностики блоков горных пород представлена на фигурах, где на фиг. 1 показана структурная схема системы, расположение на боковой поверхности блока; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - вид Б на фиг. 2.

Система диагностики блоков горных пород включает верхние фиксаторы 1, соединенные вертикальными направляющими 2 с нижними фиксаторами 3. На вертикальных направляющих 2 установлены с возможностью вертикального перемещения втулки 4, оснащенные приводами (не показаны). На втулках 4 закреплены горизонтальные направляющие 5, на одной из которых установлен с возможностью продольного перемещения передатчик 6 сигнала, а приемник 7 сигнала установлен на другой горизонтальной направляющей 5 с возможностью продольного перемещения. Верхние фиксаторы 1 соединены стяжками 8 и расположены на верхней поверхности блока 9, нижние фиксаторы 3 размещены на почве 10.

Система оснащена устройством синхронного перемещения передатчика 6 и приемника 7 сигнала (на фигурах не показано). Для выполнения синхронного перемещения передатчик 6 и приемник 7 сигнала оснащаются приводами. Выше названное устройство располагается рядом с блоком 9 вместе с устройством обработки принятых сигналов (на фигурах не показано).

Система диагностики блоков горных пород работает следующим образом. Оборудование размещают на противоположных боковых поверхностях блока 9. Верхние фиксаторы 1 закрепляют на верхней поверхности блока 9 и соединяют между собой попарно стяжками 8. Вертикальные направляющие 2 устанавливают нижними фиксаторами 3 на почве 10 рядом с блоком 9 и закрепляют на верхних фиксаторах 1. На одной горизонтальной направляющей 5 устанавливают с возможностью продольного перемещения передатчик 6 сигнала. Приемник 7 сигнала устанавливают на другой горизонтальной направляющей 5 также с возможностью продольного перемещения. Горизонтальные направляющие 5 размещают на противоположных боках блока 9, закрепляют втулки 4 на вертикальных направляющих 2 с возможностью перемещения вдоль них. Система подготовлена к работе.

Исследование блока 9 проводится следующим образом. Передатчик 6 и приемник 7 сигнала перемещают по всей боковой поверхности блока 9 посредством спуска-подъема втулок 4 по вертикальным направляющим 2 и посредством перемещения по горизонтальным направляющим 5. Вертикальное перемещение осуществляют приводами втулок 4, горизонтальное перемещение - приводами передатчика 6 и приемника 7.

Выполняют синхронное пошаговое перемещение передатчика 6 и приемника 7 сигнала, что позволяет повысить качество исследования структуры блока 9 по всей его толщине. Синхронную установку передатчика 6 и приемника 7 сигнала на место их фиксации на поверхности блока 9 выполняют посредством устройства синхронного перемещения передатчика 6 и приемника 7. Передатчик 6 сигнала фиксируют на поверхности блока 9, приемник 7 сигнала фиксируют на поверхности блока 9 с другой его стороны, противоположно месту установки передатчика 6. Передатчик 6 генерирует сигнал, посылаемый в толщу блока 9, приемник 7 сигнал принимает и передает в устройство обработки сигнала. По результатам обработки сигналов по всей боковой поверхности блока 9 получают информацию о структуре горной породы.

Проводят дополнительное обследование структуры блока 9 с других боковых его поверхностей. Для этого, оборудование демонтируют и аналогично размещают на противоположных боковых поверхностях блока 9. Исследование проводят, как выше описано. Такое, двойное, исследование позволяет более детально определить в структуре местонахождение, параметры, например, трещин, пустот, инородных включений, что существенно для ценных горных пород при последующей обработке блока. Таким образом, применение предложенной системы диагностики блоков горных пород позволит повысить точность диагностики структуры блоков, при этом исключая нарушение целостности блоков. Кроме этого, снижается трудоемкость работ и время на диагностику блоков.

Система диагностики блоков горных пород, включающая передатчики сигнала и приемники сигнала, устройство обработки принятых сигналов, отличающаяся тем, что снабжена верхними фиксаторами, расположенными на верхней поверхности блока, нижними фиксаторами, установленными на почве, вертикальными направляющими, соединенными с верхними и нижними фиксаторами, втулками, подвижно установленными на вертикальных направляющих, горизонтальными направляющими, закрепленными на втулках, устройством синхронного перемещения передатчика и приемника, при этом верхние и нижние фиксаторы, вертикальные направляющие, втулки, горизонтальные направляющие расположены симметрично на противоположных боковых поверхностях блока, передатчик сигнала подвижно установлен на горизонтальной направляющей, а приемник сигнала подвижно установлен на противоположной горизонтальной направляющей.