УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАМЕРА ЧЕРЕЗ СКВАЖИНУ РАССТОЯНИЙ МЕЖДУ СТЕНКАМИ ВОССТАЮЩЕЙ ВЫРАБОТКИ, ПРОЙДЕННОЙ БЕЗЛЮДНЫМ МЕТОДОМ В МАССИВЕ ГОРНЫХ ПОРОД

Предполагаемая полезная модель относится к измерительной технике и предназначена для технологических измерений в области горного дела, а именно для измерений на различных глубинах расстояний между стенками восстающей выработки, пройденной без присутствия людей в забое.
При подземной разработке месторождений в течение последних 30 лет широко используется способ проходки восстающих (вертикальных) горных выработок последовательным секционным
взрыванием зарядов взрывчатых веществ (ВВ) в комплекте скважин, пробуренных по трассе этой выработки. Ввиду того, что при проходке в забое никогда не бывает горнорабочих, метод получил название «безлюдный метод проходки восстающих выработок секционным взрыванием скважинных зарядов.
Выработки, пройденные этим методом, используются для перепуска руды с верхнего горизонта на нижний горизонт, вентиляции, в качестве компенсационного пространства для отбойки руды в
блоке. В настоящее время предложен способ, в котором восстающую выработку используют для размещения в ней сосредоточенных минных зарядов. При использовании восстающей выработки в качестве рудоспуска, вентиляционной выработки и компенсационного пространства нет жестких требований к сечению выработки, а при ее использовании для размещения ВВ необходимы точные ее размеры. В измерительной технике для горной промыщленности нам неизвестны устройства для определения расстояний между стенками восстающей выработки без присутствия людей в забое. Известны только устройства для нефтяной промыщленности, когда в скважинах измеряют каверны и профиль стенки скважины.
Известно устройство для градуировки скважинных каверномеров и профилемеров (см. а. с. СССР №1025991, G01B5/00, Е21В47/02, опубл. в БИ №24, 1983 г.), содержащее корпус, центрирующие зажимы, градуировочный узел, выполненный в виде системы штанг, на которых установлены с возможностью фиксации и перемещения вдоль штанг рамки с измерительными рычагами, а штанги проградуированы и подвижно связаны с корпусом.
Недостатком известного технического решения является невозможность его использования в восстающей выработке, пройденной без присутствия людей в забое, для замера расстояний между ее стенками.
в пройденную безлюдным методом выработку нет прохода для людей, что исключает применение известного устройства.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для проверки и градуировки рычажных измерителей, например, скважинных каверномеров и профилемеров (см. а.с. СССР №1409852, G 01В5/00, опубл. в БИ №26, 1988г), содержащее корпус со штангами, установленный на корпусе центрирующий зажим, каретки с упорами, установленные на каждой штанге с возможностью перемещения вдоль нее, отсчетный узел, привод синхронного перемещения кареток, выполненный в виде барабана с фиксатором его дискретных положений, гибкие связи, каждая из которых соединена одним концом с барабаном, а другим с одной из кареток, и направляющие для гибких связей.
Недостатком известного технического решения является невозможность его использования в восстающей выработке, пройденной без присутствия людей в забое для замера расстояний между ее стенками, так как отсутствует доступ людей в эту восстающую выработку.
Технической задачей является создание устройства для горной промышленности, обеспечиваюшего дистанционное измерение расстояний между стенками восстающей выработки для определения площади ее поперечного сечения без присутствия людей в ней
путем фиксированной раздвижки измерительных штанг в двух взаимно нерпендикулярных плоскостях на фиксированной глубине погружения устройства.
Устройство для замера через скважину расстояний между стенками восстающей выработки, пройденной безлюдным методом в массиве горных пород, включающее корпус с измерительными щтангами, направляющие, центрирующий зажим, барабан перемещения и гибкие связи, для выполнения задачи снабжено установочными щтангами и дополнительным центрирующим зажимом. Измерительные штанги, образующие верхние части ромбов, щарнирно закреплены на корпусе в двух взаимно перпендикулярных плоскостях и присоединены к подъемному стропу, снабженному глубинными отметками и присоединенному к барабану перемещения, размещенному вне восстающей выработки, а установочные щтанги, образующие нижние части ромбов, закреплены на центрирующем и дополнительном центрирующем зажимах, свободно перемещающихся по двум направляющим стержням, закрепленным на корпусе, посредством гибких связей в виде измерительных нитей, соединенных с секциями мерного барабана, расположенного вне восстающей выработки. Каждая секция мерного барабана снабжена элементами градуировки для определения расстояния между концами измерительных щтанг в поперечном сечении восстающей выработки.
Такое конструктивное решение обеспечивает возможность дистанционного управления раздвижкой измерительных штанг с помощью гибких связей в виде измерительных нитей через секции мерного барабана, причем возврат этих штанг в исходное состояние осуществляется под действием собственного веса, что обеспечило простоту конструкции и надежность работы в восстающих выработках, когда доступ людей невозможен.
Измерительные штанги могут быть снабжены дополнительными наконечниками, а элементы градуировки секций мерного барабана - дополнительными элементами градуировки расстояния между концами дополнительных наконечников измерительных штанг в поперечном сечении восстающей выработки.
Такое конструктивное решение обеспечивает измерение расстояний между стенками восстаюшей выработки, когда ее поперечный размер больше величины раздвижки ромбов. Измерительные штанги наращивают дополнительными наконечниками, что при той же раздвижке ромбов позволяет этим наконечникам контактировать со стенками восстающей выработки. Причем раздвижка ромбов при использовании дополнительных наконечников градуируется дополнительными элементами градуировки, учитывающими общую длину измерительной штанги с дополнительным наконечником.
Возврат измерительных штанг в исходное состояние, когда они вытянуты по одной нрямой, производится под действием собственного веса. Вышеуказанное обеспечило простоту конструкции, надежность работы для измерения расстояний между стенками восстающей выработки без присутствия людей в ней.
Сушность технического решения поясняется примером конструктивного выполнения и чертежами фиг. 1- 3, где: на фиг. 1 показана принципиальная схема устройства для замера через скважину расстояний между стенками восстаюшей выработки, пройденной безлюдным методом в массиве горных пород - вертикальный разрез;
на фиг. 2- то же, узел А на фиг. 1 в увеличенном масштабе; на фиг.З- то же, узел А на фиг.2, повернуто на 90°.
Условия, при которых ведут замеры расстояний между стенками восстаюшей выработки 1 (фиг.1), пройденной «безлюдным методом последовательным взрыванием комплектов зарядов ВВ в скважине 2, пробуренной по трассе, следующие. Высота восстающей выработки -20-50 м, сечение- 1,0 до 6,0 м и более. Концы скважины 2 на высоту 2  м сохраняются. Диаметр скважины 2 100-150 мм. Доступа в восстающую выработку 1 нет: снизу она перекрыта обрущенными горными породами.
Устройство состоит из измерительного комплекта 3, в сложенном виде спускаемого через скважину 2 на стропе (тросе) 4 посредством барабана 5 перемещения с механизмом вращения и фиксации (механизм вращения и фиксации не показан).Над скважиной 2 установлен также мерный барабан 6 с двумя секциями для закрепления измерительных нитей 7 (на фигЛ показаны секции мерного барабана 6 одна над другой для наглядности изображения), соединенных с элементами измерительного комплекта 3.
Измерительный комплект 3 состоит из корпуса 8 ( фиг.2,3), измерительных щтанг 9, 10 (фиг.2) и 11, 12 (фиг.З), установочных щтанг 13, 14 (фиг.2) и 15, 16 (фиг.З), центрирующего зажима 17 (фиг.2) и дополнительного центрирующего зажима 18 (фиг.З), соединенных в виде двух ромбов, расположенных во взаимно перпендикулярных плоскостях. Измерительные щтанги 9, 10 и И, 12, образующие верхние части ромбов, закреплены на корпусе 8, присоединенном к подъемному стропу 4, снабженному двумя глубинными отметками (отметки на фиг. не показаны), посредством которых определяется глубина расположения измерительного комплекта 3.
Установочные щтанги 13, 14 и 15, 16, образующие нижние части ромбов, закреплены соответственно на центрирующем зажиме 17 (фиг.2) и дополнительном центрирующем зажиме 18(фиг.З), 7
свободно перемещающихся по двум направляющим стержням 19 (фиг.2) и 20 (фиг.З), закрепленным на корпусе 8.
Перемещение центрирующего зажима 17 и дополнительного центрирующего зажима 18 осуществляется посредством гибких связей в виде измерительных нитей 7 через мерный барабан 6 с его двумя секциями.
Раскрытие ромбов осуществляется в двух взаимно перпендикулярных плоскостях (фиг.2, 3).
Для измерения расстояний между стенками восстающей выработки большего размера измерительные щтанги 9, 10 и 11, 12 снабжают дополнительными наконечниками 21.
Устройство для замера через скважину расстояний между стенками восстающей выработки, пройденной безлюдным методом в массиве горных пород, работает следующим образом. Измерительный комплект 3 (фиг.1) в сложенном виде (комплект складывается по прямой линии под действием собственного веса и представляет собой вытянутую конструкцию, свободно проходящую через скважину 2 диаметром 100мм) посредством барабана 5 и стропа 4 опускают через скважину 2 в восстающую выработку 1 на необходимую глубину, на которой требуется определить расстояние между
стенками восстающей выработки по отметкам, нанесенным на стропе 4. Барабан 5 фиксируется стопором. Далее осуществляется подъем измерительной нити 7 (фиг.2) иосредством мерного барабана 6 - его верхней секции (фиг.1). При нодъеме центрирующего зажима 17 установочными штангами 13 и 14 поднимают измерительные штанги 9 и 10 до упора о стенки восстающей выработки 1. Высота подъема центрирующего зажима 17 посредством измерительной нити 7 (фиг.1) фиксируется на мерном барабане 6 (или по масштабной линейке на прямолинейном участке около него).
Согласно полученному размеру по тарировочной шкале определяют расстояние между концами измерительных штанг 9, 10, что соответствует расстоянию между стенками восстающей выработки 1. Затем производят измерение расстояния между стенками этой выработки 1 в перпендикулярной плоскости, для чего поднимают гибкой связью в виде измерительной нити 7 (фиг.З) посредством мерного барабана 6 (его нижней секции) дополнительный центрирующий зажим 18. При этом поднимаются установочные штанги 15 и 16, которыми измерительные штанги И и 12 доводятся до соприкосновения со стенками восстающей выработки 1. Аналогично определяют высоту подъема дополнительного центрирующего зажима 18, вышеописанным методом определяют расстояние между стенками восстаюшей выработки 1 в плоскости этого поперечного сечения.
Если полученных четырех точек недостаточно для определения площади восстающей выработки 1 на данной глубине, производят разворот измерительного комплекта 3 на угол 45°и на этой же глубине определяют расстояние между стенками еще в четырех точках. Контур сечения выработки 1 строят по полученным 8 точкам. В то же время при необходимости устройство позволяет получить любое количество точек для построения контура сечения на любой глубине восстающей выработки 1.
Если при замерах после подъема центрирующего зажима 17 и дополнительного центрирующего зажима 18 на определенную высоту (высота определяется экспериментально или расчетами), не произощло касания концами измерительных щтанг 9, 10 и И, 12 стенок восстающей выработки 1, то для определения больщих размеров используют дополнительные наконечники 21, удлиняющие измерительные щтанги 9, 10 и 11, 12. Это измерение производят по выщеописанной методике, а расчет расстояний между стенками восстающей выработки 1 ведут по дополнительным элементам градуировки, учитывающим удлиненные размеры измерительных щтанг 9, 10 и 11, 12.