Способ контроля уровня заполнения камеры твердеющей смесью

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Респубпик (61) Дополнительное к авт. свил-ву— (22) Заявлено 21.0!.80 (21) 2871303/22-03 (51) М. Кл.а

Е 21 F IS/00 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Государственный комитет

Опубликовано 30.10.81. Бюллетень № 40

Дата опубликования описания 05.11.81 (53) УДК 622 273.2 (088.8) ло делам нэобретеннй и открытий т . 4 W )/!! ó

1!т,» г!т

1 РЪ т», И,,,ко

Казахский политехнический институт им. В. И. Ленина (72) Авторы изобретения

О. А. Байконуров и В. А. Мельников (71) Заявитель (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ УРОВНЯ ЗАПОЛНЕНИЯ КАМЕРЫ

ТВЕРДЕЮЩЕЙ СМЕСЪЮ

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке месторождений полезных ископаемых камерами с твердеющей закладкой.

Известен способ контроля за полнотой заполнения камеры твердеющей смесью, заключающийся в размещении в контролируемых участках камеры двух металлических изолированных контактов индикатора, при погружении которых в твердеющий раствор замыкается электрическая цепь и на панели, расположенной вне камеры, зажи-, гается сигнальная лампочка (1).

Недостатком данного способа является то, что индикаторы, включенные в электро сеть, представляют опасность для рабочих, а их монтаж под кровлю камеры не всегда возможен. !

Кроме того, известен способ контроляуровня заполнения камеры твердеющей смесью, транспортируемой пб закладочному трубопроводу, заключающийся в размещении в верхней части камеры электродов, разделенных электроизолятором, создание меж-. За ду ними электрической цепи при помощи. . электропроводников, выведенных из камеры к соответствующим клеммам замерной станции, и измерении силы тока при определении уровня заПолнения камеры твердеющей смесью, при этом электроды представляют собой вертикально установленные рейки с контактами (2) .

Укаэанный способ имеет ограниченную область применения из-за того, что установка рейки с контактами в камере не всегда возможна и, кроме того, для установки рейки необходимо бурение шпуров в кровле камеры, что увеличивает затраты на закладочные работы.

Цель изобретения — расширение области применения способа и сокращение затрат.

Указанная цель достигается тем, что используют электроды, выполненные из металлов с различными нормальными потенциалами, и размещают их в зоне струи твердеющей смеси, поступающей из. закладочного трубопровода в камеру, а уровень заполнения камеры твердеющей смесью определяют по прекращению колебаний измеряемого тока между. соответствующей парой электродов.

На фиг. l изображена схема размещения электродов в камере (вертикальный раз877080 рез); на фиг. 2 — электрическая схема подключения измерителя тока к электродам.

Способ осуществляют следующим образом.

К закладочному трубопроводу 1 крепят, например, с помощью стержня 2 электродьг

3 и 4, выпОлненные из металлов с различными нормальными потенциалами, разделенные электроизолятором 5. Стержень 2 устанавливают таким образом, чтобы электроды 3 и 4 находились в струе "закладочной смеси, выходящей из трубопровода. Электро- о .ды 3 и 4 соединены с измерителем 6 тока.

Перед установкой стержня 2 измеряют его длину и, зная угол наклона стержня к горизонту, определяют пространственное положение электродов 3 и 4, а по предва- 1 рительной маркшейдерской съемке камер определяют объем пустот, который, имеется выше уровня расположения электродов 3 и 4, В процессе закладки камеры нз трубопровода поступает раствор смеси, который QQ омывает электроды. Закладочная смесь представляет водный раствор электролитов.

Раствор закладочной смеси вместе с электродами из металлов с различными нормальными потенциалами образует. гальванический элемент. Электродвижущая сила (ЭДС) этого элемента зависит от вида металлов, свойства раствора, силы тока и в значительной мере от скорости потока смеси. Зависимость ЭДС or скорости обусловлена поляризацией электродов. При скорости потока, равной нулю, поляризация максимальная, а ЭДС и величина отбираемого от гальванического элемента тока минимальны. С увеличением скорости потока поляризация уменьшается, а сила тока, которую вырабатывает элемент, увеличивается.

В момент прохождения порции скорость

35 потока максимальна, сила измеряемого тока также максимальна. Б период между порциями наступает поляризация электродов, сила тока резко падает.

Когда уровень твердеющей смеси под- 4О нимается настолько, что электроды оказываются погруженными в закладочную смесь, перемещение потока закладочной смеси относительно электродов прекращается, сила тока в связи с поляризацией электродов падает и в дальнейшем не изменяется. 4s

Пример осуществления способа. В верхней части камеры размещают электроды

3 и 4, разделенные электроизолятором 5;

Твердеющая закладочная смесь поступает из трубопровода в камеру, например, через скважину диаметром 250 мм, длиной 3 м.

В качестве стержня 2 используют, например, стальную трубу длиной 4 м и диаметром 12 — 15 мм; которая приваривается к трубопроводу i. Длина выступающей в камеру части трубы 2 м. Эта же труба выпол-,. няет роль электрода 3. В трубу 2 вкручен изолятор длиной 10 в 15 см, на который, в свою очередь, навинчен электрод 4, выполненный из алюминия. Диаметр алюминиевого электрода 12 — 20 мм, длина 5 см.

Алюминиевый электрод подключен к проводнику, который через изолятор и внутреннюю полость стержня (трубы) выводится в штрек. К этому приводу подключается минусовая клемма магнитоэлектрического измерительного прибора чувствительностью, например, 1 мА на всю шкалу. Плюс измерительного прибора присоединяется к закладочному трубопроводу l.

При подаче закладочной смеси с содер- жанием цемента 200 †2 кг в расчете на

1 м закладки миллиамперметр регистрирует ток, причем сила тока изменяется согласно прохождению порций смеси. Максимальные пиковые значения тока составляют

500 — 800 мкА, достигая в отдельных случаях

1 мА, между порциями сила тока падает до 50 †1 мкА. По мере подъема уровня закладываемого массива электроды погружаются в массив. При этом величина максимальных бросков начинает уменьшаться. ,Когда погружение электродов только начинается, падающая струя закладки перемешивает верхний слой уложенной смеси. Глубина этого слоя находится в пределах 5— ф см. На большей глубине алюминиевый электрод ока3ывается ь зоне отложений сгущенной смеси, воздействие поверхностных возмущений здесь не сказывается и в ближней зоне этого электрода начинает интенсивно развиваться процесс поляризации.

Сила тока при этом постоянна и составляет величину 50 — 80 мкЛ, .с течением времени ток медленно уменьшается до 20 мкА и менее. Поляризация железного электрода из-за его большой площади существенной роли не играет. Таким образом, прекращение колебаний тока позволяет сделать вывод о том, что уровень закладочной смеси . превысил уровень расположения алюминиевого электрода и достиг железного электрода.

Предлагаемый способ может найти широкое применение на подземных рудниках, применяющих камерную систему разработки.

При этом не требуется пребывания людей в камере для установки электродов. Измерение уровня закладки по предложенному способу не требует источников питания, измеряемый ток вырабатывается за счет электрохимической энергии закладочного раствора. Это позволяет использовать данный метод в шахтах, опасных по газу, так как мощность данного источника тока весьма мала (менее 10 Вт) и недостаточна для создания искры.

Осуществление способа позволит также получать информацию о прохождении закладочной смеси по всей трассе трубопровода, что повысит надежность транспортирования смеси.

Кроме того,, отсутствие специальных источников питания упрощает эксплуатацию измерительного устройства.

877080

Формула изобретения

Составитель Э. Руднева

Редактор М. Янович Техред А. Бойкас Корректор Н. Стец

Заказ 9552/51 Тираж 466 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и о1 крытый

I I 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Способ контроля уровня заполнения камеры твердеющей смесью, транспортируемой по закладочному трубопроводу, заклю- « чающийся в размещении в верхней части камеры электродов, разделенных электроизолятором, создание между ними электрической цепи при помощи электропроводников, выведенных из камеры, и измерение . силы тока для определения уровня запол- IÎ нения камеры твердеющей смесью, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения способа и сокращения затрат, используют электроды, выполненные из металлов с различными нормальными потенциалами, и размещают их в зоне струи твердеющей смеси, поступающей из закладочного трубопровода в камеру, а уровень заполнения камеры твердеющей смесью определяют по прекращению колебаний измеряемого тока между соответсгвующей парой электродов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Репп К. IO. и др. Материалы для искусственных целиков и технология их возведения. М., «Недра», 1968, с. 64.

2: Кравченко В. П. и Куликов В. В;

Применение твердеющей закладки при разработке рудных месторождений; М., «Недра», 1974. с. 125 — 126 (прототип).