УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЪЁМКИ СЕЧЕНИЙ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК
APPARATUS FOR SURVEYING EXCAVATION SECTIONS

Изобретение относится к приборам, используемым в горной промышленности для съемки сечения выработанного пространства.
Известно устройство для съемки сечения выработанного пространства (выработки), состоящее из точечного источника света, расположенного на верхнем конце рейки, с помощью которой источник света последовательно обводится по контролируемому сечению (А.А.Трофимов и др. Фотограмметрический способ контроля поперечного сечения горных выработок больших размеров. / Сб. науч. тр. Передовые технологии и технико-экономическая политика освоения месторождений в XXI веке. - ГАЦМиЗ, Красноярск, 2000. - С.67)
Недостатком данного устройства является необходимость использования дополнительного устройства для съемки расстояний до освещенной точки на контуре выработки.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому является устройство для съемки сечений горных выработок, состоящее из вертикальной стойки, пластины, закрепленного в верхней части пластин перпендикулярно ее вертикальной оси оптического визира, а также круглого уровня (Николаев Н.Н. и др. Съемка сечений подготовительных и очистных горных выработок с помощью прибора «Импульсный светопрофиль - ФС6» / Сб. Методика и техника маркшейдерских работ. Труды ВНИМИ, №90, 1973 г., с.97-102).
Недостатками данного устройства являются, во-первых, сложность ориентации его по проектному сечению выработки, особенно в случаях, когда маркшейдерское направление съемки не совпадает с направлением продольной оси выработки (например, при наличии в выработке рудоспусков или других объектов, мешающих совмещению маркшейдерского направления съемки с продольной осью выработки) - это снижает точность нанесения контуров выработки на маркшейдерскую документацию и точность подсчета объемов погашенных пустот, так как не контролируется инструментально перпендикулярность плоскости пластин относительно продольной оси выработки; во-вторых, необходимость использования дополнительного устройства для съемки расстояний до освещенного контура выработки.
Задачами изобретения являются обеспечение ориентации устройства по сечению выработки, а также обеспечение измерения размеров сечения выработки.
Поставленная задача достигается тем, что устройство для съемки сечений горных выработок состоит из вертикальной стойки, пластины, закрепленного в верхней части пластины перпендикулярно ее вертикальной оси оптического визира, а также круглого уровня, причем вертикальная стойка снабжена шаровым шарниром, состоящим из шаровой пяты и корпуса, снабженного зажимом, шаровая пята соединена с опорой, на которую надеты посадочный стакан и муфта с возможностью поворота вокруг оси опоры, при этом на одной из сторон посадочного стакана, параллельно его оси, прикреплена пластина с круговой угломерной шкалой, в центре которой, при помощи шпильки, установлен лазерный дальномер со стрелкой с возможностью поворота вокруг оси шпильки, а на другой стороне посадочного стакана, перпендикулярно его оси и плоскости круговой угломерной шкалы, закреплена угломерная шкала с отметками ±90°, снабженная круглым уровнем и стрелкой, закрепленной на муфте, причем совмещены по одной линии оси оптического визира, круговой угломерной шкалы, посадочного стакана, опоры и угломерной шкалы, при этом в качестве визира может быть установлен лазерный дальномер.
По отношению к прототипу у предлагаемого устройства имеются следующие отличительные признаки:
устройство снабжено опирающимся на вертикальную стойку шаровым шарниром, состоящим из шаровой пяты и корпуса, снабженного зажимом;
пластина соединена с посадочным стаканом, имеющим внутреннее отверстие и выполненным с возможностью поворота вокруг оси опоры, расположенной внутри стакана и перпендикулярно соединенной с шаровой пятой;
круговая угломерная шкала помещена на пластине;
угломерная шкала присоединена к стакану перпендикулярно его оси и плоскости круговой угломерной шкалы, а круглый уровень установлен на плоскости угломерной шкалы;
стрелка присоединена с помощью муфты к опоре перпендикулярно вертикальной оси опоры с возможностью поворота стрелки вокруг оси опоры;
лазерный дальномером со стрелкой размещен на круговой угломерной шкале в ее центре с помощью шпильки с возможностью поворота дальномера вокруг оси шпильки;
совмещены по одной линии оси оптического визира, круговой угломерной шкалы, посадочного стакана, опоры и угломерной шкалы;
в качестве визира установлен лазерный дальномер.
Использование предлагаемого устройства позволяет обеспечить ориентацию устройства по сечению выработки, а также провести измерения размеров сечения выработки.
Это достигается следующим.
Устройство снабжено опирающимся на вертикальную стойку шаровым шарниром, состоящим из шаровой пяты и корпуса, снабженного зажимом, что позволяет сориентировать устройство в горизонтальной и вертикальной плоскостях с помощью круглого уровня, установленного на верхней плоскости угломерной шкалы, а также в заданном направлении съемки сечений поворотом шаровой пяты в корпусе, а затем зафиксировать это положение зажимом.
Соединение пластины с посадочным стаканом, имеющим внутреннее отверстие и выполненным с возможностью поворота вокруг оси опоры, расположенной внутри стакана и перпендикулярно соединенной с шаровой пятой, и присоединение угломерной шкалы к стакану перпендикулярно его оси и плоскости круговой угломерной шкалы, а также стрелки с помощью муфты к опоре перпендикулярно вертикальной оси опоры с возможностью поворота стрелки вокруг оси опоры позволяет поворачивать устройство для производства съемки относительно стенок выработки в горизонтальной плоскости на заданные углы, устанавливаемые с помощью угломерной шкалы и стрелки.
Размещение круговой угломерной шкалы на пластине, а лазерного дальномера со стрелкой на круговой угломерной шкале в ее центре с помощью шпильки с возможностью поворота дальномера вокруг оси шпильки позволяет поворачивать дальномер в вертикальной плоскости на заданный угол, считываемый по круговой шкале с помощью стрелки, и производить в этом направлении измерение расстояния от дальномера до стенки выработки.
Совмещение по одной линии осей оптического визира, круговой угломерной шкалы, посадочного стакана, опоры и угломерной шкалы обеспечивает их расположение в одной исходной плоскости, от которой и производятся измерения расстояний и углов.
Использование в качестве визира лазерного дальномера позволяет не только ориентировать устройство по направлению съемки, но и определить расстояние до опорной точки на направлении съемки, то есть привязать точку съемки на данном направлении.
Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг.1 показан общий вид собранного устройства; на фиг.2 - вид А →; на фиг.3 - вид сверху; на фиг.4 - показано соединение шаровой пяты, опоры, стакана, пластины, угломерной шкалы и стрелки; на фиг.5 и фиг.6 - приведены схемы ориентации устройства в горной выработке.
На вертикальную стойку 1, имеющую основание 2 со штырями, прикреплен шаровой шарнир, состоящий из шаровой пяты 3, корпуса 4 и зажима 5. К шаровой пяте 3 прикреплена опора 6, а на опору надет посадочный стакан 7, на который закреплены пластина 8 и угломерная шкала 9 с угловыми отметками ±90°, а круглый уровень 10 установлен на верхней плоскости угломерной шкалы. Посредством муфты 11, имеющей стопор 12, к опоре 6 присоединена стрелка 13. На пластину 8 прикреплена круговая угломерная шкала 14 (с ориентацией оси 0-180° по вертикали), в центре которой закреплен с помощью шпильки 15 лазерный дальномер 16 со стрелкой 17. В верхней части пластины установлен визир 18.
В качестве лазерного дальномера можно использовать известный прибор, например, портативный лазерный дальномер «BOSCH PLR 25» или портативный лазерный дальномер «Fluke 421D» с дальностью измерения в диапазоне 0,05-100,00 м и точностью 1,5-2,0 мм.
В качестве вертикальной стойки можно использовать геодезическую треногу.
Работа осуществляется следующим образом. Маркшейдерское направление съемки 19 закрепляют двумя реперами, размещенными на почве выработки и соединенными шнуром. Маркшейдерскими приборами известным способом производят привязку этого направления к плану горных работ. Определяют величину угла между линией маркшейдерского направления съемки 19 и направлением проектной оси выработки 20 - угол (β). Центр вертикальной стойки 1 устанавливают на линии маркшейдерского направления съемки 19. Для установки используется основание 2 со штырями. Наличие штырей на основании позволяет надежно установить устройство на почве выработки даже при наличии на ней кусков породы.
Затем на опору 6 надевают посадочный стакан 7, соединенный с пластиной 8 и угломерной шкалой 9 устройства. По круглому уровню 10 устройство путем поворота шаровой пяты 3 в корпусе 4 шарового шарнира ориентируют в горизонтальной и вертикальной плоскостях и фиксируют зажимом 5. Далее устройство поворотом вокруг оси опоры 6 и посредством оптического визира 18 устанавливают по линии маркшейдерского направления съемки, направляя ось визира на опорную точку 21, находящуюся на линии съемки 19. В качестве опорной точки можно использовать, например, маркшейдерскую рейку или отметку краской на стенке выработки. Если в качестве визира установлен лазерный дальномер, то с его помощью определяют также расстояние от устройства до опорной точки. После этого пластину 8 ориентируют перпендикулярно проектной оси выработки 20. Это можно осуществить двумя способами.
Первый способ предусматривает, что стрелку 13 совмещают с отсчетом 0 (ноль) угломерной шкалы 9, имеющей градацию углов 0±90 градусов, и фиксируют стопором 12. Затем устройство поворотом пластины 8 вокруг оси опоры 6 ориентируют параллельно проектной оси выработки 20 путем совмещения стрелки 13 с отсчетом угла (β), определяемого величиной угла между линией маркшейдерского направления съемки 19 и направлением оси выработки 20. При повороте устройства по часовой стрелке значение угла (β) устанавливают по отсчету угломерной шкалы 0(+90°), при повороте против часовой стрелке - по отсчету угломерной шкалы 0(-90°). При этом круговая угломерная шкала 14, расположенная на пластине 8, устанавливается перпендикулярно к направлению продольной оси выработки 20.
Второй способ предусматривает, что стрелку 13 совмещают по угломерной шкале 9 с отсчетом угла (β), определяемого величиной угла между линией маркшейдерского направления съемки 19 и направлением оси выработки 20. Стрелку фиксируют стопором 12. Затем устройство поворотом пластины 8 вокруг оси опоры 6 ориентируют параллельно продольной оси выработки 20 путем совмещения стрелки с отсчетом угла 0 (нулевым отсчетом) на угломерной шкале 9. При повороте устройства по часовой стрелке значение угла (β) устанавливают по отсчету угломерной шкалы 0(-90°), при повороте против часовой стрелке - по отсчету угломерной шкалы 0(+90°). При этом круговая угломерная шкала 14, расположенная на пластине 8, устанавливается перпендикулярно к направлению продольной оси выработки 20.
После ориентирования устройства в плоскости, перпендикулярной оси выработки, производят съемку контура выработки в этом сечении. Для чего поворачивают закрепленный в центре круговой угломерной шкалы 14 с помощью шпильки 15 лазерный дальномер 16 на определенный угол и, включив дальномер, направляют его луч 22 на стенку выработки, далее считывают численное значение расстояния от дальномера до стенки выработки в этом направлении на дисплее дальномера. Аналогично производят съемку точек по всему контуру выработки. Значение угла поворота дальномера устанавливают по круговой угломерной шкале 14 с помощью стрелки 17, помещенной на дальномере 16 по его оси. При этом численные значения по углам 0° и 180°, 90° и 270° указывают расстояние от оси шпильки соответственно в вертикальной плоскости от кровли и почвы выработки (по углам 0° и 180°), а также в горизонтальной плоскости от стенок выработки (по углам 90° и 270°).
Также фиксируют расположение устройства на направлении съемки путем измерения расстояния от точки установки устройства до опорной точки 21 путем измерения этого расстояния, например, рулеткой или с помощью лазерного дальномера, установленного в качестве визира.
Далее переустанавливают устройство на новую точку на направлении съемки и повторяют все перечисленные выше операции.
Затем отстраивают контуры сечений выработки в выбранном масштабе. Для этого первоначально закрепляют на чертеже пространственное расположение исходной точки построения сечения выработки (положение оси шпильки) - высотное до кровли и почвы выработки (по численным значения расстояний по углам 0° и 180°) и горизонтальное до стенок выработки (по численным значения расстояний по углам 90° и 270°). Точку расположения устройства на маркшейдерском направлении съемки 19 отстраивают по расстоянию до опорной точки 21 на направлении съемки.
Далее от этой точки намечают линии углов измерения и откладывают соответствующие численные значения замерных расстояний от оси шпильки до контура выработки. Соединив все отмеченные точки на концах лучей, получают контур выработки.
Преимуществом предлагаемого устройства является возможность обеспечения ориентации устройства перпендикулярно по отношению к оси выработки, а также осуществлять измерения для построения сечения выработки.