СПОСОБ РАСПОЗНАВАНИЯ ГРАНИЧНОГО СЛОЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЩИТОВОЙ КРЕПИ ДЛЯ ПОДЗЕМНЫХ ГОРНЫХ РАБОТ
METHOD OF DETECTING BOUNDARY LAYER BY USING SHIELD SUPPORT FOR UNDERGROUND MINING

Настоящее изобретение относится к способу распознавания граничного слоя с использованием щитовой крепи для подземных горных работ.
В подземных горных работах желательно измерять звуковые волны, передаваемые в горной породе, для распознавания граничного слоя, посредством чего становится возможным определение того, врезается ли выемочная машина в уголь полностью или уже добываются нежелательные слои горной породы.
Было предложено объединить пьезоэлектрические датчики в долоте выемочного инструмента для распознавания граничного слоя. Таким образом, предположительно можно получать сравнительно постоянные сигналы, но всегда требуется передача сигнала вследствие прикрепления датчика к перемещающемуся долоту, которое часто становится дефектным из-за перемещающихся частей машины и грубой окружающей среды. Кроме того, предлагалось прикреплять звуковой датчик к рычагу машины, который поддерживает выемочный инструмент. Однако в данном решении звуковой датчик подвергается высокому шуму из-за уровня шума, производимого передачей выемочного инструмента.
Целью настоящего изобретения является создание простого способа распознавания граничного слоя, требующего небольших затрат.
Эта цель достигается посредством способа распознавания граничного слоя, при котором используют, по меньшей мере, одну щитовую крепь для подземных горных работ, имеющую ползун, переклад, по меньшей мере, один копер, расположенный между ползуном и перекладом, и, по меньшей мере, один звуковой датчик, прикрепленный к перекладу и/или к ползуну, и определяют посредством вычисления звукового сигнала, измеренного звуковым датчиком, врезается ли выемочный инструмент в уголь полностью или частично или полностью в горную породу.
Было неожиданно обнаружено, что измерение звуковых волн, распространяющихся в горной породе, возможно получать простым и очень надежным способом, прикрепляя звуковой датчик к перекладу или к ползуну щитовой крепи. Надежное распознавание граничного слоя можно выполнять с помощью щитовой крепи в соответствии с изобретением, поскольку звуковые волны, измеряемые с помощью звукового датчика, значительно изменяются, когда выемочный инструмент уже не врезается полностью в уголь. Это неожиданно стало возможным, даже если звуковой датчик не выполнен ни в выемочном инструменте, ни в выемочной машине. Также возможно, используя щитовую крепь, выполнять прогнозирование внезапного обрушения горной породы, поскольку звуковые волны, распространяющиеся в горной породе, можно определять просто и надежно с помощью звукового датчика, прикрепленного к щитовой крепи, до внезапного обрушения горной породы.
Звуковой датчик можно разместить на нижней стороне переклада или на верхней стороне ползуна, посредством чего простая сборка и защищенное прикрепление датчика возможны без измерения звуковых волн, которые таким образом негативно ослаблены. Особенно хорошие результаты были достигнуты тем, что звуковой датчик выполнен вблизи копера. Если звуковые датчики прикреплены и к перекладу, и к ползуну, определение места происхождения измеренных звуковых волн можно осуществить, принимая во внимание оба сигнала датчика, что можно применять при прогнозировании взрывного обрушения горной породы. В этой связи в объеме настоящего изобретения звуковой датчик, расположенный на перекладе, и звуковой датчик, расположенный на ползуне, не нужно использовать в одной и той же щитовой крепи.
Звуковой датчик может быть установлен на поверхности щитовой крепи, то есть щитовая крепь не должна подвергаться машинной обработке, например быть обеспечена рассверленным отверстием для установки датчика, тем не менее с достаточной передачей звуковых волн от горной породы, которые могут проходить через щитовую крепь к датчику.
Настоящее изобретение ниже объяснено посредством описания варианта его выполнения со ссылкой на прилагаемый чертеж, изображающий вид сбоку щитовой крепи.
В одном из вариантов способа распознавания граничного слоя согласно изобретению используют щитовую крепь, показанную на чертеже и имеющую ползун 10 и переклад 12, соединенные друг с другом через два копера 14.
Первый звуковой датчик 16 прикреплен к нижней стороне переклада 12 рядом с копером 14. На верхней стороне ползуна 10 дополнительный звуковой датчик 18 прикреплен в подобном положении рядом с копером 14. Оба звуковых датчика являются пьезоэлектрическими передающими датчиками, как описано в патенте Германии №10354281 А1, содержание которого включено в данное описание посредством ссылки. В данном способе посредством вычисления звукового сигнала, измеренного звуковыми датчиками 16 и 18, определяют, врезается ли выемочный инструмент в уголь полностью или частично или полностью в горную породу.
Каждый из обоих датчиков 16 и 18 установлен на поверхности щитовой крепи без крепежного отверстия или подобного отверстия, используемого для этой цели. В способе согласно изобретению могут использоваться датчики, подлежащие ввинчиванию в щитовую крепь. Однако конкретное преимущество настоящего способа состоит в том, что в данной щитовой крепи не является необходимым наличие крепежных отверстий, рассверленных отверстий или подобных отверстий.
В длинном забое при подземных горных работах можно использовать множество описанных выше щитовых крепей так, что можно получить информацию о распространении звуковой волны вдоль длинного забоя посредством определения сигналов всех звуковых датчиков. Кроме того, с помощью вычисления звуковых сигналов от звуковых датчиков, прикрепленных к перекладу и к ползуну, можно получать информацию о происхождении звуковой волны в кровле или в лежачем боку.
Звуковые измерения также можно получать посредством закрепления звукового датчика в скважине в горной породе клином. Такой способ измерения звуковых волн является подходящим, когда в местоположении измерения не используют никакую щитовую крепь.