Результат интеллектуальной деятельности: Тренажер глазомерного определения пространственного положения забуриваемых восходящих шпуров

Изобретение относится к горному делу и предназначено для определения пространственного положения взрывных шпуров.

Известно устройство для определения направления шпуров, состоящее из пластины в виде дуги с расположенной на ней угловой шкалой, имитатора буровой машины, включающего буровой молоток с телескопической опорой, телескопическую буровую штангу, выполненную с возможностью соединения с шаровой пятой шарового шарнира, закрепленного на плоскости забоя, а также источника света, соединенного с буровым молотком, при расположении в одной вертикальной плоскости оси источника света, бурового молотка, буровой штанги и шарового шарнира, при этом источник света расположен соосно с буровой штангой, пластина оснащена телескопическими стойками, состоящими из цилиндров со штоками, с размещенными на штоках метрическими линейками, а также на пластине размещены угломерная и угловая шкалы (Патент РФ №2615193, МПК Е21В 47/022, 2017).

Недостатком данного устройства является невозможность определять значения углов заложения восходящих шпуров.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для определения направления забуриваемых шпуров, содержащее основание с размещенными на ней угломерной шкалой в виде двухкоординатной сетки и буссолью, присоединенный к основанию шаровой шарнир, штангу с ограничителем, расположенную по направлению шпура, муфту, выполненную в форме стакана и надетую на верхнюю часть штанги с возможностью вращения вокруг штанги и снабженную отвесом со световым точечным прибором и цилиндрическим уровнем, при этом отвес закреплен на муфте по ее диаметральной оси, перпендикулярной продольной оси цилиндрического уровня, а цилиндрический уровень присоединен к муфте перпендикулярно ее продольной оси, кроме того, все элементы устройства, кроме магнитной стрелки буссоли, изготовлены из немагнитного материала. (Патент РФ №2575196, МПК Е21В 47/02, 2016 г.)

Недостатком данного устройства является невозможность определения значения углов заложения восходящих шпуров.

Задачей изобретения является возможность определения значения углов заложения восходящих шпуров.

Поставленная задача достигается тем, что тренажер глазомерного определения пространственного положения забуриваемых восходящих шпуров содержащий основание с размещенными на ней угломерной шкалой в виде двухкоординатной сетки и буссолью, присоединенный к основанию шаровой шарнир, снабженный расположенной по направлению шпура штангой с ограничителем, муфту, надетую на верхнюю часть штанги с возможностью вращения вокруг штанги, цилиндрический уровень, присоединенный к муфте перпендикулярно ее продольной оси, отвес, закрепленный на муфте по ее диаметральной оси, перпендикулярной продольной оси цилиндрического уровня и снабженный световым точечным прибором, кроме того, все элементы устройства, кроме магнитной стрелки буссоли, изготовлены из немагнитного материала, согласно изобретению, устройство дополнительно снабжено стержнем, совмещенным снизу посредством соединителя соосно со штангой, а сверху посредством шарнира с поверхностью, имитирующей плоскость забоя, при этом, ось буссоли 0°-180° ориентирована параллельно оси абсцисс угломерной шкалы, с расположением отметки 0° в направлении маркшейдерской съемки, муфта выполнена в виде трубки, ограничитель расположен непосредственно под муфтой, а основание устройства снабжено центрирующим грузом, кроме того, соединитель выполнен, например, в виде трубки с внутренней резьбой.

Наличие центрирующего груза, прикрепленного к основанию, обеспечивает постоянное положение основания с размещенной на ней угломерной шкалой в горизонтальном положении, что обеспечивает возможность измерения углов наклона шпуров.

Ориентирование оси 0°-180°буссоли параллельно оси абсцисс угломерной шкалы обеспечивает точность измерения углов наклона шпуров.

Наличие стержня, присоединенного верхним концом посредством шарнира к поверхности, имитирующей плоскость забоя, позволяет имитировать пространственное положение буровой штанги в выработке перед началом бурения восходящих шпуров.

Выполнение муфты в виде трубки позволяет осуществить соединение штанги со стержнем, что обеспечивает определение пространственных углов наклона стержня, а, следовательно, и восходящих шпуров.

Расположение ограничителя непосредственно под муфтой позволяет расположить точку крепления отвеса на штанге на длине, на которую рассчитана угломерная шкала.

Наличие шарнира обеспечивает изменение углов наклона стержня в продольном и поперечном сечении выработки.

Выполнение соединителя, например, в виде трубки с внутренней резьбой, позволяет жестко и соосно соединить штангу со стержнем, что обеспечивает точность измерения угла наклона стержня, а, следовательно, и восходящих шпуров.

Устройство поясняется чертежами. На фиг. 1 показан общий вид устройства и его закрепление со стержнем; на фиг. 2 - вид устройства при измерении углов; на фиг. 3 показано размещение муфты на штанге, отвеса и цилиндрического уровня на муфте; на фиг. 4 приведена схема ориентации устройства в горной выработке.

Устройство содержит основание 1, на которое нанесена угломерная шкала 2, размещена буссоль 3. Основание 1 присоединено к шаровому шарниру 4, снабженному штангой 5 с ограничителем 6, определяющим длину конца штанги, на величину которой рассчитана двухкоординатная угломерная шкала 2. На верхний конец штанги 5 надета трубчатая муфта 7, на которой закреплен цилиндрический уровень 8 и отвес 9, находящийся под углом 90° к оси цилиндрического уровня 8. На конце отвеса 9 подвешен световой точечный прибор 10.

К верхней части штанги 5 присоединен по средством соединителя 11 стержень 12, который посредством шарнира 13 закреплен на поверхности 14, имитирующей плоскость забоя.

К нижней части основания 1 присоединен центрирующий груз 15, например, посредством жестких стяжек 16.

Муфта 8 снабжена зажимом 17, а шарнир стопором 18, выполненных, например, в виде болтов с головками.

Значение азимутального угла (А_М) оси 19 выработки устанавливается по проектной документации.

Ось буссоли 0°-180° размещают отметкой 0° по маркшейдерскому направлению съемки.

Длину штанги 5 принимают экспериментально, исходя из удобства проведения измерений.

В качестве светового точечного прибора 10 можно использовать, например, лазерную указку.

Устройство работает следующим образом.

На поверхности 14, имитирующей плоскость забоя, закрепляют шарнир 13, к которому присоединяют стержень 12. Стержень 12 бурильщик «на глаз» устанавливает по проектным значениям углов наклона шпура в продольном и поперечном сечениях выработки, поворачивая стержень 12 вокруг шарнира 13. В этом положении стержень 12 фиксируется в шарнире 13 стопором 18.

На основании 1 расположена угломерная шкала 2 и буссоль 3, а также к основанию присоединен шаровой шарнир 4, снабженный штангой 5 с ограничителем 6.

К основанию 1 подвешивают центрирующий груз 15, например, посредством жестких стяжек 16.

На верхний конец штанги 5 д о ограничителя 6 на девают муфту 7 с присоединенным к муфте цилиндрическим уровнем 8 и отвесом 9 с точечным световым прибором 10.

Верхний конец штанги 5 совмещают с нижним концом стержня 12 и скрепляют посредством соединителя 11, выполненного, например, в виде трубки с внутренней резьбой. Для этого на верхнем конце штанги и нижнем конце стержня имеются резьбы, соответствующие диаметру внутренней резьбы соединителя.

Размещенную на основании 1 угломерную шкалу 2 по буссоли 3 ориентируют по оси 18 выработки. Это осуществляется следующим образом. Устройство поворачивают вокруг шарового шарнира 4 и по магнитной стрелке буссоли 3 устанавливают значение азимутального угла (А_М) направления оси 19 выработки. При этом угломерная шкала 2 устанавливается параллельно направлению продольной оси 18 выработки, а основание 1 в горизонтальном положении под действием центрирующего груза 15.

Далее муфту 7 поворачивают вокруг оси штанги 5, пока воздушный пузырек уровня 8 не покажет горизонтальное положение уровня. При этом совмещаются в вертикальной плоскости отвес 9 со световым прибором 10 и продольная ось штанги 5. В этом положении муфта 7 фиксируется на штанге 5 зажимом 17.

Включают световой точечный прибор 10. Световой луч прибора 10 укажет точку на угломерной шкале 2, по которой производится считывание значений углов наклона стержня в вертикальных плоскостях относительно выбранного направления. Значения углов записаны на пересечениях координатных линий шкалы 2.

Если световая точка не указывает точно на пересечение координатных линий, то значение углов устанавливается с использованием интерполяции ближайших значений углов. Погрешность определения зависит от принятого шага значений углов при построении угломерной двухкоординатной шкалы.

Использование данного устройства позволяет определять численные значения углов наклона восходящих шпуров с высокой точностью.