PL171618B1 - Miernik przesuwania sie warstw geologicznych PL PL PL - Google Patents

Abstract

1. Miernik przesuwania sie warstw geologi- cznych maja przynajmniej dwa czlony zawieszone elastycznie, osobno i zakotwione kotwicami w od- wiercie wykonanym w warstwie geologicznej, osa- dzona na poczatku odwiertu rure pomiarowa, w której sa umieszczone przesuwnie polaczone z zawieszonymi czlonami wskazniki pom iaro- we, znamienny tym, ze wskaznik pomiarowy (16) jest umieszczony przesuwnie, slizgowo we- wnatrz wskaznika pomiarowego (18) umieszczone- go przesuwnie slizgowo w rurze pomiarowej (13) tak, ze wskazniki te sa umieszczone przesuwnie wzajemnie w stosunku do siebie i do rury pomia- rowej (13) przy czym kotwica (6, 8) elastycznie zawieszonego czlonu (2, 4) ma ksztalt skreconej sprezyny zakotwiajacej sie bezposrednio w scia- nach odwiertu (12). PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest miernik do mierzenia przesuwania się warstw geologicznych mający przynajmniej dwa człony zawieszone elastycznie osobno i zakotwione kotwicami w odwiercie wykonanym w warstwie geologicznej oraz osadzoną na początku odwiertu rurę pomiarową, w której są umieszczone przesuwnie połączone z zawieszonymi członami wskaźniki pomiarowe. Miernik ten jest w szczególności używany do pomiarów przesuwania się warstw geologicznych w podziemnych kopalniach takich jak na przykład kopalnie węgla, w których wyi^^jępują pokłady kamienia.

Zależnie od rodzaju występujących pokładów oraz stosowanych metod wydobycia wykonuje się drogi komunikacyjne i chodniki w pokładach kamienia. Takie metody wydobycia są szeroko rozpowszechnione w Stanach Zjednoczonych Ameryki Północnej i ostatnio są one również stosowane w Wielkiej Brytanii i innych krajach europejskich, gdzie w większości używane są łukowe wzmocnienia stropów. Zaletą takich stropów jest łatwość obserwacji przesuwania się otaczających je warstw geologicznych.

Jakkolwiek kiedy chodniki wykonywane są w występujących w złożu pokładach kamienia trudno jest wówczas wizualnie ocenić przesuwanie się złoża geologicznego.

W brytyjskim zgłoszeniu patentowym nr 91 05296.9 przedstawiono prosty miernik do pomiaru przesuwania się warstw geologicznych. Miernik ten ma kotwicę zakotwioną w pobliżu dna odwiertu i rurę pomiarową zamontowaną przy jego wlocie. Kotwica jest połączona drutem ze wskaźnikiem przesuwania się warstw geologicznych. Rozprężenie się warstwy geologicznej powoduje przesunięcie się wskaźnika w stosunku do rury pomiarowej. Wielkość tego przesunięcia jest równa wielkości rozprężenia się warstwy geologicznej występującego na odcinku pomiędzy kotwicą i rurą pomiarową. Podobny miernik przedstawiono w polskim opisie patentowym nr 58 200. Zawieszone w otworze elastyczne cięgno jest połączone u jego wylotu z wyskalowanym urządzeniem pomiarowym, które pokazuje wielkość przesuwania się warstw geologicznych.

Górniczy rozwarstwomierz przedstawiono również w polskim opisie ochronnym wzoru użytkowego nr Ru 38944. Rozwarstwomierz ma szereg elastycznych cięgien

171 618 przy czym kotwica ma kształt zwiniętej sprężyny 10. Kotwice 6 i 8 są trwale zamocowane w odwiercie 12 warstwy geologicznej 14.

Wskaźnik ma prowadnicę w kształcie rury pomiarowej 13 trwale zamontowanej za pomocą tulei 9 w odwiercie 12.

Wskaźniki przesuwu mają kształt cylindrów 16, 18 i są zawieszone odpowiednio na drutach 2, 4, przy czym cylinder 16 ma mniejszą średnicę niż cylinder 18 i cylindry te są wzajemnie przesuwne. Mający większą średnicę cylinder 18 zamontowany jest przesuwnie w rurze pomiarowej 13 i w prowadnicy 20 po jej zewnętrznych powierzchniach. W prowadnicy 20 jest zamocowany drut 4, który jest oddzielony od drutu 2 oraz zawieszony na tej prowadnicy. Cylindry 16,18 są zawieszone na ich drutach 2, 4 za pomocą tulei 22, 24.

Każdy z cylindrów 16, 18 ma na swojej zewnętrznej powierzchni kolorowe paski 26, 27, 28 pomalowane na zielono, pomarańczowo i czerwono. W praktyce miernik przesuwania się warstw geologicznych montuje się w odwiercie 12 znajdującym się w pobliżu chodnika wykonanego w pokładach kamienia. Rura pomiarowa 13 jest wprowadzona do odwiertu 12 i trwale w nim zamocowana przy pomocy tulei 9. Nie pokazany na rysunku dodatkowy pręt stosuje się do wprowadzenia kotwicy 6 przytwierdzonej do drutu 2 poprzez rurę pomiarową 13 do odwiertu 12. Pręt ten umożliwia trwałe osiowe zakotwienie kotwicy 6 w odwiercie 12 poprzez lekkie naprężenie drutu 2.

Dodatkowy pręt jest również stosowany do wprowadzenia kotwicy 8 zawieszonej na drugie 4 przez rurę pomiarową 13 do odwiertu 12. Pręt ten umożliwia trwałe osiowe zakotwienie kotwicy 8 w odwiercie 12 i tulei 9 poprzez lekkie naprężenie drutu 4.

Drut 4 przechodzi przez rurę pomiarową 13, prowadnicę 20 i cylinder 18, który jest zawieszony na takiej wysokości, aby górna krawędź zielonego paska była zrównana z krawędzią rury pomiarowej 13. Na tej wysokości zaciska się na drugie 4 tulejką 24 umieszczoną poniżej cylindra 18 i utrzymującą go w początkowym położeniu. Drut 2 przechodzi przez rurę pomiarową 13, cylinder 18 i cylinder 16, którego górna krawędź zielonej opaski jest zrównana z dolną krawędzią cylindra 18. Charakterystykę zainstalowanego miernika przesuwu warstw geologicznych, to jest datę zainstalowania, długości odwiertu, odległość kotwic rejestruje się w celu umożliwienia kontroli przesuwania się warstw geologicznych.

Jeżeli w kopalni następują przesunięcia warstw geologicznych, wówczas zakotwione na kotwicach 6 i 8 cylindry przesuwają się i cylinder 18 przesuwa się w stosunku do rury pomiarowej 13 i/lub cylinder 16 w stosunku do cylindra 18, a wskazania odpowiednich kolorowych pasków zależą od występującego zagrożenia spowodowanego ruchami warstw.

Interpretacja przesuwających się wskaźników jest bardzo ważna i dla jej uproszczenia podaje się oznaczone zmiany pozycji cylindrów 16 i 18 i w stosunku do rury pomiarowej 13.

W przypadku przesunięcia się warstwy geologicznej 14 poniżej dolnej kotwicy 6, wskaźniki nie pokazują zmian i wzajemne położenia cylindrów 16 i 18 oraz rury pomiarowej 13 są niezmienione.

Jeżeli przesunięcie warstwy geologicznej nastąpi pomiędzy oddaloną kotwicą 6 i w pobliżu kotwicy 8, wówczas cylinder 16 przesunie się w kierunku cylindra 18, którego położenie w stosunku do rury pomiarowej 13 nie ulega zmianie.

Jeżeli przesunięcie warstwy geologicznej nastąpi w pobliżu kotwicy 8 i rury pomiarowej 13, to wówczas cylinder 18 przesuwa się w stosunku do rury pomiarowej 13, podczas gdy cylinder 16 pozostaje w niezmienionej pozycji.

Jeżeli natomiast przesunięcie warstwy geologicznej występuje wzdłuż całej długości odwiertu 12 , wówczas cylinder 18 przesunie się w kierunku rury pomiarowej 13 o wielkość równą rozprężeniu warstwy w pobliżu odwiertu 12, to jest pomiędzy bliższą kotwicą 8 i tuleją 9 odwiertu 12. W tym samym czasie cylinder 16 przesunie się w kierunku rury zawieszonych na różnej wysokości otworu oraz połączonych u jego wlotu z urządzeniami pomiarowymi, które pokazują przesunięcie się warstw geologicznych. W opisie patentowym polskim nr 103 729 pokazano drewnianą kotew strunową mającą kształt dwóch klinów, które po włożeniu do otworu zaklinowują się w nim pod wpływem nacisku i utrzymują cięgno w stałym położeniu. Mierniki przedstawione w dokumentach patentowych brytyjskim: nr 91 05296.9 i polskim 103729 pokazują przesunięcie się warstwy geologicznej to jednak nie ma możliwości zmierzenia i zlokalizowania ogniska przesuwania się tej warstwy. Górniczy rozwarstwomierz według wzoru użytkowego nr 38944 umożliwia wprawdzie zlokalizowanie ogniska przesunięcia warstw geologicznych, ale nie daje bezpośrednich wskazań wielkości wzajemnego przesunięcia się tych warstw. Pokazana w patencie polskim kotew strunowa jest bardzo prostym urządzeniem, ale mogą powstać trudności z jej osadzeniem w otworze.

Dlatego też jednym z celów wynalazku jest usprawnienie miernika do pomiaru przesuwania się warstw geologicznych.

Miernik według wynalazku ma przynajmniej dwa człony zawieszone elastycznie osobno i zakotwione kotwicami w odwiercie wykonanym w warstwie geologicznej, osadzoną na początku odwiertu rurę pomiarową, w której są umieszczone przesuwnie połączone z zawieszonymi członami wskaźniki pomiarowe i charakteryzuje się tym, że jeden wskaźnik pomiarowy jest umieszczony przesuwnie, ślizgowo wewnątrz drugiego wskaźnika pomiarowego umieszczonego przesuwnie ślizgowo w rurze pomiarowej tak, ze wskaźniki te są umieszczone przesuwnie wzajemnie w stosunku do siebie i do rury pomiarowej, przy czym kotwica elastycznie zawieszonego członu ma kształt sprężyny zakotwiającej się bezpośrednio w ścianach odwiertu.

Wskaźniki miernika mają korzystnie kształt cylindrów i są umieszczone przesuwnie, ślizgowo jeden w drugim i w rurze pomiarowej oraz są oznaczone chromatycznymi, kolorowymi paskami. Mniejszy wskaźnik jest korzystnie połączony z kotwicą zamocowaną dalej od wlotu odwiertu, a większy wskaźnik jest połączony z kotwicą umieszczoną bliżej wlotu odwiertu.

Wskaźniki miernika według wynalazku pokazują zarówno wzajemne przesunięcie się warstw geologicznych jak i przesunięcie się tych warstw w stosunku do stanu pierwotnego oznaczonego na pomiarowej rurze. Umożliwia to lepszą ocenę' zagrożenia zawałem. Jako elastycznie zawieszony człon wskaźnika można stosować linkę drucianą, a kotwica ma kształt skręconej sprężyny, która po rozprężeniu przylega bezpośrednio do ścian odwiertu.

Prowadnica pomiarowa może mieć kształt stosunkowo krótkiej rury umieszczonej w odwiercie. Rura ta może być przecięta wzdłużnie i rozprężona do ścian odwiertu celem trwałego zamocowania.

Wskaźnik jest korzystnie oznakowany stopniami wydłużenia/retrakcji odpowiadającymi stopniom przesuwania się warstwy geologicznej. Oznakowanie wykonane jest w postaci chromatycznych pasków pomalowanych zwykle w kolorach: czerwonym, pomarańczowym i zielonym, odpowiadającym stopniom przesunięcia się warstwy geologicznej. Kolor czerwony wskazuje potencjalne niebezpieczeństwo, przy którym konieczne jest pilne podjęcie czynności naprawczych przeciwdziałających katastrofie w chodnikach. Kolor zielony wskazuje bezpieczne warunki pracy, a pomarańczowy tymczasowe zagrożenie, przy którym konieczne jest wykonanie prac naprawczych. Miernik według wynalazku może być zaopatrzony w więcej niż dwie kotwice, rozmieszczone odpowiednio w odwiercie wraz z taką samą ilością wskaźników, pokazujących przesunięcie się warstwy geologicznej wzdłuż długości odwiertu.

Miernik przesuwania się warstw geologicznych jest szczegółowo przedstawiony na rysunku, na którym pokazano w przekroju umieszczony w odwiercie miernik.

Miernik ten jest zaopatrzony w dwa zawieszone druty 2, 4 połączone z odpowiednią kotwicą 6 zakotwioną przy końcu odwiertu i kotwicą 8 zakotwioną bliżej wlotu odwiertu,

171 618 pomiarowej o całkowitą długość rozprężenia w odwiercie 12. Zjawisko to jest łatwiej ocenić dodając wielkość przesunięcia się obydwu cylindrów.

W każdym z wyżej wymienionych przypadków stopień przesuwania się warstw geologicznych może być wzrokowo stwierdzony przez obserwację chromatycznych pasków na cylindrach 16 i 18.

Urządzenie według wynalazku umożliwia stosunkowo proste i efektywne określenie przesuwania się warstw geologicznych w podziemnych kopalniach. Mimo, że wynalazek został opisany na przykładzie miernika zaopatrzonego w dwie -kotwice i dwa wskaźniki pomiarowe jest zrozumiałe, że można stosować więcej kotwic i wskaźników pomiarowych. Ilość elementów pomiarowych jest uzależniona od umieszczenia w odwiercie odpowiedniej ilości elementów towarzyszących.

171 618

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 2,00 zł

Claims (4)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Miernik przesuwania się warstw geologicznych mają przynajmniej dwa człony zawieszone elastycznie, osobno i zakotwione kotwicami w odwiercie wykonanym w warstwie geologicznej, osadzoną na początku odwiertu rurę pomiarową, w której są umieszczone przesuwnie połączone z zawieszonymi członami wskaźniki pomiarowe, znamienny tym, że wskaźnik pomiarowy- (16) jest umieszczony przesuwnie, ślizgowo wewnątrz wskaźnika pomiarowego (18) umieszczonego przesuwnie ślizgowo w rurze pomiarowej (13) tak, że wskaźniki te są umieszczone przesuwnie wzajemnie w stosunku do siebie i do rury pomiarowej (13) przy czym kotwica (6, 8) elastycznie zawieszonego członu (2, 4) ma kształt skręconej sprężyny zakotwiającej się bezpośrednio w ścianach odwiertu (12).
2. 2. Miernik według zastrz. 1, znamienny tym, że wskaźnik (16, 18) ma kształt cylindra i jest umieszczony przesuwnie na zasadzie ruchu jednego cylindra w drugim.
3. 3. Miernik według zastrz. 1, znamienny tym, że mniejszy wskaźnik (16) jest połączony z kotwicą (6) zamocowaną dalej od wlotu odwiertu, a wskaźnik (18) jest połączony z kotwicą (8) umieszczoną bliżej wlotu odwiertu.
4. 4. Miernik według zastrz. 2, znamienny tym, że wskaźnik (16, 18) jest oznaczony chromatycznymi, kolorowymi paskami (26, 27, 28).