УСТАНОВКА РЕПЕРНОГО КОНТРОЛЯ ДЛЯ ЗАМЕРОВ СРАБОТКИ ВЕРХНЕЙ БРОВКИ ОТКОСОВ УСТУПА БОРТА КАРЬЕРА

Полезная модель относится к горной промышленности и может быть использована для долговременного контроля за сработкой верхней бровки уступов транспортных и предохранительных берм бортов карьера для оперативного прогноза потери их полезной ширины со временем.
Известна методика организации, порядок и последовательность заложения и проведения линейных замеров на реперных станциях размещенных непосредственно на предохранительных бермах локальных участков бортов карьера для систематических наблюдений за величиной сработки верхней бровки откоса уступа (величиной уменьшения ширины предохранительных и транспортных бермы) (см. Методические указания по изучению выветривания и осыпания пород в откосах угольных разрезов. - Л., 1972. - 67 с.).
Реперный контроль за сработкой верхней бровки уступа осуществляется путем размещения системы стационарных металлических реперов на контролируемых участках вдоль верхней бровки откосов берм. В непосредственной близости от верхней бровки уступа (0,5-1,0 м) в массиве бермы соосно реперу устанавливается металлический штырь для придания строгого направления при линейных замерах возле каждого репера (см. Александров И.Н., Шмырко А.Н., Шубин Г.В. и др. Создание безопасных условий отработки сверхглубоких карьеров Якутии. - Новосибирск: Наука 2005. - 180 с.).
Известная система реперного контроля непригодна для систематического контроля с высокой точностью измерений в силу следующих причин:
- конструкция реперной установки не обеспечивает возможности производства замеров дистанционно без заезда на данный локальный участок, что весьма актуально при частных нарушениях карьерных трасс (осыпи, заносы, отсутствие доступа на данные локальные участки со временем вследствие технологических причин и т.п.);
- невысокая точность линейных замеров по реперам ввиду сложности визуального определения границ откоса у верхней бровки и отсутствия там прижимного (например, пружинного) фиксированного контакта с массивом бровки откоса;
- низкая оперативность производства реперных замеров в связи с высокой временной трудозатратностью при объезде нескольких контролируемых локальных участков.
Задачей настоящей полезной модели является расширение диапазона и оперативности реперного контроля для фиксации процесса сработки верхней бровки откосов уступов с высокой точностью измерения, дистанционно с общего пункта наблюдения одновременно по нескольким локальным участкам.
Технический результат, получаемый при использовании устройства, выражается в возможности дистанционного контроля сработки верхней бровки откоса уступов без непосредственного присутствия наблюдателей на реперном участке.
Для решения поставленной задачи установка реперного контроля состояния уступа борта карьера, содержащая реперы, выполненные с возможностью размещения на берме контролируемого уступа, и средство замера деформаций сдвижения по реперам, отличается тем, что репер снабжен фиксатором положения бровки уступа, выполненным в виде стержня, нижняя часть конца со стороны бровки которого выполнена с возможностью зацепления за бровку уступа, а верхняя часть конца стержня со стороны бровки снабжена отражателем, предпочтительно со сферической поверхностью, причем стержень связан с репером подпружиненной тягой, заключенной в телескопический кожух, один конец которого связан с репером, а другой конец - со стержнем, кроме того, в качестве средства замера использован лазерный дальномер, размещенный на удалении от контролируемого уступа с возможностью оптического взаимодействия с отражателями всех реперов.
Сопоставительный анализ признаков заявленного решения с признаками существующих решений свидетельствует о соответствии заявленного решения критерию «новизна».
Совокупность признаков полезной модели обеспечивает решение заявленной технической задачи, а именно, расширение диапазона и оперативности реперного контроля для фиксации процесса сработки верхней бровки откосов уступов с высокой точностью измерения, дистанционно с общего пункта наблюдения одновременно по нескольким локальным участкам.
Заявленное устройство иллюстрируется чертежами, где на фигурах 1-4 схематически показан участок реперного контроля (фиг.1) с его поперечным разрезом (фиг.2), а также поперечный разрез стационарного пункта дистанционного контроля (фиг.3) и общий вид размещения установок реперного контроля и стационарного пункта дистанционного контроля на бермах бортов карьера (фиг.4). На чертежах показаны металлический репер (1); стержень фиксатора и репера в виде подпружиненной тяги (2); телескопический кожух стержня фиксатора и репера (3); саморегулирующийся прижимной пружинный фиксатор (4); сферический отражатель жестко связанный с фиксатором (5); локальный участок бермы (6); стационарный пункт дистанционного контроля (7); лазерный сканер (8).
Заявленная установка работает следующим образом.
На локальных участках предохранительных и транспортных берм (особо в местах деформационных проявлений и нарушений на откосах берм) для долгосрочных наблюдений организуются пункты реперного контроля, состоящие из рядов металлических реперов 1, расположенных вдоль верхней бровки откоса уступа бермы. Расстояние между соседними реперами в ряду 2,0-2,5 м. Расстояние от репера до границы линии верхней бровки откоса уступа бермы от 4 до 6 метров в зависимости от фактического контура линии верхней бровки. Все репера на берме закладываются за линией сдвижения откоса уступа.
Каждый репер оборудуется устройством для его надежного контакта с поверхностью массива: соосно месту заложения репера закрепляется стержень в виде подпружиненной тяги 2 с кожухом 3, состоящем из системы телескопических труб, вдвигающихся внутрь себя в сторону металлического репера за счет воздействия подпружиненной тяги, и имеющем жесткое крепление с репером 1. На конце стержня со стороны откоса имеется подпружиненный саморегулирующийся фиксатор 4 в виде прямоугольной площадки со скошенным срезом в ее нижней части площадью 0,1-0,2 кв.м., который находится в постоянном соприкосновении с породным массивом верхней бровки откоса и имеет возможность перемещения в направлении металлического репера посредством механизма подпружиненной тяги 2 при разрушении откоса. Фиксатор 4 имеет жесткое соединение со сферическим отражателем 5 выполненного из легкого материала (например, металл, пластик) и покрытого слоем светоотражающего материала (например, краска, пленка). При разрушении породного массива верхней бровки откоса на локальном участке предохранительной бермы 6 происходит синхронное перемещение фиксатора 4 и сферического отражателя 5, которое фиксируется на стационарном пункте дистанционного контроля 7, расположенного на вышележащих бермах или дневной поверхности карьера в диапазоне действия приборов контроля за смещением, например лазерного сканера 8.
Преимуществами предлагаемой установки являются:
- установка отличается компактностью, надежностью, простотой изготовления, установки и демонтажа на берме, предполагает возможность многократного использования, легко разбирается и собирается, несложна в эксплуатации;
- оснащена совершенной системой регулировки и высокоточной регистрации параметров;
- обеспечивает возможность производства замеров практически из любой точки карьера, либо с его поверхности, под различными углами за счет сферической формы отражателя при условии их прямой видимости с учетом допустимой дальности используемых для замеров приборов контроля.
Полученные при наблюдениях на заявляемой установке результаты могут быть использованы при разработке превентивных мероприятий, предотвращающих активное нарушение либо разрушение верхней бровки локальных участков берм, обеспечивая тем самым сохранение необходимой ширины транспортных и предохранительных берм.