Способ световой разметки шпуров на забое
(72) Автор изобретения
Ю. В.Рудаков
Научно-исследовательский институт стр у,гольных и горморудных предприятий Ми угольной проьвваленмости СССР (7l ) Заявитель (54) СПОСОБ СВЕТОВОЙ РАЗИЕТКИ ШПУРОВ НА ЗАБОЕ
Изобретение относится к проведению горных выработок буровзрывным способом, а именно к световой разметке шпуров на забое.
Известен способ световой разметки шпуров на забое, заключающийся в том, что с помощью опти че ски х прое кционных приборов, снабженных источниками излучения, формируются лучи меток шпуров световым потоком одной или различной длины волн (цвета), харак" тер которого непрерывный (по субъективной оценке при визуальном наблюдении) 11) .
В известном способе с помощью фотоаппарата, установленного на штативе в горизонтальной выработке в заранее определенной точке, фотографируют на слайды подготовленные на забое метке в соответствии с проектным местоположением шпуров.
В процессе бурения с помощью проектора, снабженного источником непрерывного излучения света, проецируют изображение на забой, располагая оптический проекционнный прибор на буровой каретке в той же точке относительно забоя.
Недостаток этого способа заключается в том, что в условиях рабочего освещения забоя в процессе бурения и наличия на забое отблесков постоянно присутствующих в забое посторонних источников света (головные светильники
1О фары бурильных установок и др.) требуется применять в оптических проекционных приборах весьма мощные источники света для образования удовлетворительной видности полезного
tS сигнала (метки) . Обычно в этих прибор ах и спол ьзуют ся мощные ртутные лампы. Проекционные приборы располагают в верхней части выработки (в ниж" ней части расположено проходческое оборудование, складируются материалы и пр.), прикрепляя к крепи или устанавливая в верхней части буровых кареток. Применение мощного источника
3 901 тепловыделения в верхней части выработкии, где скапливается метан (что свойственно для угольных шахт), весьма опасно.
Кроме того, оптические проекторы и именяются, как правило, при проведении выработок в породах, обладающих сравнительно высокой отражающей способностью, например, в рудной, соляной, сланцевой промышленности. Отражение падающего света этими породами составляет: сухими - 9,2-59, 14, смоченными - 7, 1-48, 13. Отражение света породами угольных шахт значительно меньше: сухих - 4, 3-18, 2>, смоченных - 1,08-9, 33, т.е. отражаю1 щая способность сухих пород угольной формации в 2-3 раза, а смоченных в
5-6 раз ниже, чем пород рудных, соляных, калийных месторождений. Как правило, породы при бурении находятся в смоченном сотоянии (промывочной жидкостью) . Следовательно для условий угольных шахт в разметчиках должны применяться еще более мощные источники света. В опасной рудничной атмосфере в связи с большим тепловыделением эти разметчики обладают повышенной опасностью.
Известен также способ световой разметки шпуров на забое, включающий посылку пучка световых лучей на забое в соответствии с проектной схемой расположения шпуров посредством опт че с ко го проектора (21 ., C пособ реализуется при и с пол ьзовании мощного и сточни ка света, следовательно, тепла, и применение его связано с дополнительной опасностью взрыва метановоздушной смеси в угольных шахтах. С ветовые мет ки при этом способе разметки не обладают сущест" венными особенностями и слабо фиксируются глазом в условиях рабочего освещения забоя.
Таким образом, для условия угольных шахт необходим такой способ нанесения световых меток шпуров на забое, который бы обеспечивал улучшение видности полезного сигнала при той же или меньшей интенсивности его, возможность отличить полезный сигнал от отблесков посторонних источников света и меньшее потребление световой и вместе с тем выделение тепловой энергии, что позволило бы разрабатыво ь разметчики, приемлемые по конструктивным и экономическим пара519 ф метрам для шахт с опасными условиями применения .
Цель изобретения - повышение помехозащищенности.
Поставленная. цель достигается тем, что посылку пучка световых лучей на забой осуществляют импульсами с частотой следования 0,5-6 с .
На фиг, 1 изображено схематично устрой ст во для реализации способа, на фиг. 2 - расположение устройства в горной выработке;
Устройст во (разметчи к) состоит из корпуса 1, в котором размещены объектив 2, проектная схема 3 расположения шпуров, конденсатор 4 и электросветовой блок 5. Проектная схема расположения шпуров выполнена в виде пластинки с просверленными в ней отверстиями по числу шпуров. Возможно выполнение схемы в виде диапозитива, но при этом неизбежны потери световой энергии. Электросветовой блок. включает узел 6 питания, кондеМсаторнакопитель 7, мультивибратор 8 и газоразрядную импульсную лампу 9.
В горной выработке, в которой производятся буровзрывные работы (фиг.2), корпус 1 разметчика размещают и закрепляют вблизи кровли на удалении
5-10 м от забоя с тем, чтобы имеющееся проходческое оборудование и персонал не создавали дополнительных помех при засветке забоя. Устройство может быть размещено также на бурильной уст,ановке.
После установки пластины с проектной схемой расположения шпуров в корпусе 1 вкпючают в работу импульсную лампу 9 и на забое выработки при
40 фокусировании объективом 2 получают изображение меток 10 шпуров в виде световых мелькающих пятен с частотой следования 0,5-6 с и диаметром 5070 мм.
Образование светового импульсного потока в лучах световых меток происходит за счет использования в проекторе импульсной газозарядной лампы.
Узел 6 питания преобразует переменный ток в постоянный и повышает напряжение с целью увеличения заряда конденсатором-накопителем 7 и питания последнего. С помощью мультивибратора 8 генерируются электрические имs> пульсы с частотой 0,5-6 с, подаваеььге на высоковольтный трансформатор, обеспечивающий благодаря высокому напряжению условия разряда
901519
Формула изобретения
5 конденсатора-накопителя 7 с этой же частотой через газоразрядную импульсную лампу.9. Частота подачи импульсов регулируется переменным резистором мультивибратора 8. Длительность светового и мпул ь с а подби р ает ся переменным резистором цепи питания конденсатора-накопителя 7.
Для обеспечения освещенности световой метки 10, при которой она об- щ наруживается без каких-либо напряжений органов зрения и достаточно устойчиво на забое, яркость потока луча метки должна быть при частотах
2, 4, 6 и 9 с" соответственно 1,9, 2,4, 5, 8 и 14,2 нт. При непрерывном излучении света яркость потока луча метки должна быть 13,7 нт. Но, помимо этого, количество световой энергии, передаваемой потоком метки одинако- gg вой интенсивности при непрерывном излучении в 5 раз больше, чем при импульсном (любой частоты), т.е., количество световой энергии, передаваемое источником рета при непре- 25 рывном излучении в 36, 29, 16., 12 и 5 раз больше, чем при применении импульсной засветкой с частотой соответственно 1, 2, 4, 6 и 9 с ".
Отсюда следует, что наиболее рацио- зв нальная частота подачи импульсов 12 с . Предельные границы 0,5-6 с ".
С увеличением частоты импульсов свыше 6 с мелькание постепенно исчезает (уже при 9 с ") и видность меток ухудшается.
Экспериментальный образец размет" чика, выполненный по этой схеме, показал удовлетворительную видность световых меток в различных условиях.
Возможно использование схем, в которых мул ьти вибраторы воздей ст вуют на лампы накаливания.
Кспользование предлагаемого способа световой разметки шпуров обеспечивает по сравнению с существующими способами возможность его реализации в угольных шахтах, опасных по газу и пыли, за счет того, что импульсная засветка забоя меткаи шпуров позволяет испольэовать источник света с малым потреблением энергии и незначительным тепловыделе" нием.
Так расход энергии при улучшении уровня зрительного восприятия меток, за счет наделения их отличительными признаками (мигающее отображение), может быть уменьшен в 12-36 раэ.
За счет мигающего характера отображения меток обеспечивается возможность легкого обнаружения местоположения шпуров без напряжения органов зрения.
Способ световой разметки шпуров на забое, включающий посылку пучка световых лучей на забой в соответствии с проектной схемой расположения шпуров посредст вом опти че ского проектора, отли чающийся тем, что, с целью повышения помехозащищенности посылку пучка световых лучей на забой осуществляют импульса-1 ми с частотой следований 0,5-6 с
Источни ки информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Патент Японии N 46-14321, кл. 9В 102, опублик. 1971.
2. Авторское свидетельство СССР
Г 136282, кл. Е 21 C 37/00, 1961 (прототип), Составитель Н. Чижикова
Техред Л. Пекарь Корректор Г Огар
Редактор П.Макаревич
Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4
Заказ 12325/35 Тираж 623 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий .
113О35, Иосква, Ж-35, Раумская наб., д. 4/5
