Устройство для маркшейдерской съемки забоя при дражной разработке россыпи
Авторы патента:
Использование: в маркшейдерско-геодезическом приборостроении. Сущность изобретения: устройство для маркшейдерской съемки забоев при дражной разработке россыпей содержит антенны 1 и 4 радиогеодезической системы, выполненные с возможностью установки на драге на измеренном расстоянии друг от друга, датчик углового положения черпаковой рамы, коммутаторы 7 и 9, приемник 8 излучения, фазовые измерители 10 и 11, вычислительный узел 12, блок 14 автоподстройки частоты и фазы, опорный генератор 15, синхронизатор 13. 4 ил.
Изобретение относится к маркшейдерско-геодезическому обеспечению добычных работ на россыпных континентальных и прибрежно-морских месторождениях полезных ископаемых.
Известно устройство для съемки дражного забоя, содержащее геодезические средства измерений, устанавливаемые на двух опорных береговых пунктах и двух контролируемых точках драги, а также узел определения глубины забоя по продольной оси драги. Недостатками данного устройства являются низкие точность и производительность. Целью изобретения является повышение точности и производительности. Цель достигается тем, что в устройстве, содержащем пару активных и пару пассивных геодезических средств измерения, выполненных с возможностью установки на двух контрольных точках драги и двух опорных береговых пунктах, узел определения глубины забоя по продольной оси драги и вычислительный узел, дополнительно пара активных и пара пассивных геодезических средств измерения выполнены с возможностью установки соответственно на опорных береговых пунктах и на контрольных точках драги и в виде соответственно двух ведомых станций и двух ведущих антенн радиогеодезической системы с блоком обработки, выполненным в виде последовательно соединенных первого коммутатора, приемника излучения и второго коммутатора, а также первого и второго фазовых измерителей, первые входы которых подключены к соответствующим выходам второго коммутатора, а выходы к соответствующим входам вычислительного узла, синхронизатора, выходы которого подключены к вычислительному узлу, к первому и второму коммутаторам, и последовательно соединенных блока автоподстройки частоты и фазы и опорного генератора, выход которого подключен к вторым входам первого и второго фазовых измерителей и к входу блока автоподстройки частоты и фазы, другой вход которого подключен к второму коммутатору, при этом первый и второй входы первого коммутатора соединены соответственно с первой и второй ведущими антеннами, каждая из которых выполнена с круговой диаграммой направленности, а узел определения глубины выполнен в виде датчика углового положения черпаковой рамы, выход которого подключен к соответствующему входу вычислительного узла. В устройстве определяется местоположение исполнительного механизма (нижнего черпакового барабана драги) в автоматическом режиме путем измерения с помощью радиогеодезической системы координат двух контрольных точек драги относительно двух опорных береговых пунктов и измерения углового положения черпаковой рамы. Определение координат исполнительного механизма по измеренным параметрам при непрерывной работе драги позволяет повысить точность и производительность устройства. На фиг. 1 приведена схема размещения устройства; на фиг.2 структурная схема блока обработки; на фиг.3 структурная схема вычислительного узла; на фиг.4 блок-схема алгоритма его работы. Устройство (фиг.1) содержит первую антенну 1 радиогеодезической системы, соединенную фидером 2 с блоком 3 обработки, вторую антенну 4 радиогеодезической системы, соединенную фидером 5 с блоком 3 обработки, датчик 6 углового положения, укрепленный на черпаковой раме и соединенный с входом блока 3 обработки, причем обе антенны 1 и 4 укреплены на драге неподвижно на расстоянии l, а блок 3 обработки (фиг.2) выполнен в виде последовательно соединенных первого коммутатора 7, приемника 8 излучений и второго коммутатора 9, а также первого 10 и второго 11 фазовых измерителей, первые входы которых подключены к соответствующим выходам второго коммутатора 9, а выходы к соответствующим входам вычислительного узла 12, синхронизатора 13, выходы которого подключены к первому 7 и второму 9 коммутаторам и вычислительному узлу 12, последовательно соединенных блока 14 автоподстройки частоты и фазы и опорного генератора 15, выход которого подключен к входам первого 10 и второго 11 фазовых измерителей и к блоку 14 автоподстройки частоты и фазы, другой вход которого соединен с вторым коммутатором 9, входы первого коммутатора 7 соединены фидерами 2 и 5 с антеннами 1 и 4 соответственно, вход вычислительного узла 12 соединен с датчиком 6 углового положения. Кроме того, вычислительный узел 12 (фиг.3) содержит микропроцессорный модуль 16, шина адреса которого соединена с адресными входами постоянного запоминающего элемента 17, оперативного запоминающего элемента 18 и входами дешифратора 19, выходы которого соединены с управляющими входами запоминающих элементов 17 и 18, информационные входы-выходы микропроцессорного модуля 16 соединены с выходами постоянного запоминающего элемента 17 и с информационными входами-выходами оперативного запоминающего элемента 18, управляющие входы микропроцессорного модуля 16 "Чтение", "Запись" соединены с входами управления постоянного 17 и оперативного 18 запоминающих элементов соответственно. Устройство работает следующим образом. В блоке 3 обработки радиогеодезической системы определяются последовательно координаты первой антенны 1 и координаты второй антенны 4. Антенны укреплены на драге неподвижно на расстоянии l. Черпаковая рама, соединенная с датчиком 6 углового положения, по мере разработки забоя опускается и угол ее наклона
, фиксируемый датчиком 6, увеличивается. При возвратном движении черпаковой рамы драги угол ее наклона, фиксируемый датчиком 6, уменьшается. Измерительный цикл блока 3 обработки радиогеодезической системы состоит из интервала измерения координат первой антенны 1, интервала измерения координат второй антенны 4, установленной, например, на расстоянии l от первой антенны 1 на одном уровне с первой антенной 1 относительно уреза воды и интервала ввода показаний датчика 6 углового положения в блок 3 обработки. Тогда в блоке 3 обработки радиогеодезической системы определяются по измеренным координатам первой 1 и второй 4 антенн, а также углу наклона черпаковой рамы координаты нижнего черпакового барабана и глубина черпания драги, например, по формулам соответственно X X1+ 
(X1-X2) (1) Y Y1+ 
(Y1-Y2) (2) h a sin h ВЧБ + r НЧБ (3) где X,Y координаты нижнего черпакового барабана; X1, Y1 координаты антенны 1 радиогеодезической системы; Х2, Y2 координаты антенны 4 радиогеодезической системы; h глубина черпания драги относительно уреза воды; а длина черпаковой рамы между осями верхнего и нижнего черпаковых барабанов;l расстояние между антеннами 1 и 4 радиогеодезической системы;
угол наклона черпаковой рамы;hВЧБ высота оси (центра) верхнего черпакового барабана над урезом воды;
rНЧБ радиус резания нижнего черпакового барабана. Формулы (1) и (2) приведены для случая, когда антенна 1 расположена над центром верхнего черпакового барабана на одной прямой с антенной 4 и проекцией центра нижнего черпакового барабана. Для данного типа драги и для выбранной расстановки антенн 1 и 4 радиогеодезической системы величины a, hВЧБ, rНЧБ, l являются постоянными, могут быть определены после разворачивания предлагаемого устройства на драге и вводятся в блок обработки радиогеодезической системы с целью вычисления координат нижнего черпакового барабана и глубины черпания драги по измеренным величинам Х1, Y1; X2, Y2;
. При расстановке антенн 1 и 4 целесообразно антенну 4 удалять на драге от антенны 1 на максимально возможное расстояние (l lмакс.). что обеспечивает наименьшую относительную погрешность вычисления координат нижнего черпакового барабана при постоянной величине погрешности определения координат антенн 1 и 4 радиогеодезической системы. При расстановке антенн 1 и 4 радиогеодезической системы на одном уровне относительно уреза воды уменьшается трудоемкость вычисления координат антенн 1 и 4 в радиогеодезической системе, поскольку отпадает необходимость дважды (для каждой антенны) приводить координаты антенн к одной горизонтальной плоскости. С целью определения координат подвижного объекта устройство должно включать в состав не менее двух опорных береговых станций, обеспечивающих измерение не менее дух дальностей (разностей дальностей). Блок 3 обработки работает следующим образом. Опорный генератор 15 вырабатывает непрерывный гармонический сигнал, который поступает на первый 10 и второй 11 фазовые измерители и на устройство 14 автоподстройки частоты и фазы для приведения частоты опорного генератора 15 к частоте и фазе опорных генераторов береговых станций, а синхронизатор 13 выдает импульсы заданной длительности на первый коммутатор 7, второй коммутатор 9 и вычислительный узел 12 для синхронизации их работы с работой береговых станций. В начале цикла измерения по команде от синхронизатора 13 первый коммутатор 7 и второй коммутатор 9 подключают к вычислительному узлу 12 первый канал определения фазового сдвига принимаемого сигнала, включающий первую антенну 1, приемник 8 и первый измеритель 10, затем второй канал, включающий вторую антенну 4, приемник 8 и второй фазовый измеритель 11. Измерения производят относительно обеих береговых станций. Вычислительный узел 12 при известной скорости распространения радиоволн и измеренных величинах фазовых сдвигов определяет расстояния (разности расстояний) от береговых станций до антенны 1 и антенны 4, вычисляет координаты этих антенн. По сигналу управления от синхронизатора 13 осуществляется ввод информации от датчика 6 углового положения в вычислительный узел 12. По измеренным координатам антенн 1 и 4 и углу наклона в вычислительном узле 12 определяются координаты нижнего черпакового барабана, глубина черпания и выдаются для индикации или для управления работой драги в автоматическом режиме работы. Вычислительный узел 12 может быть реализован по структурной схеме, приведенной на фиг.3. Дешифратор 19 обеспечивает выбор постоянного 17 или оперативного 18 запоминающих элементов, в которых хранятся программы, константы или текущая информация соответственно. Микропроцессорный модуль 16 выполняет обработку и обмен информацией в соответствии с блок-схемой на фиг.4 и связан с блоками 17, 18 и 19 шиной адреса (ША) и информационной шиной данных (ШД), может иметь управляющие выходы с сигналами "Чтение" и "Запись" для управления постоянным 17 и оперативным 18 запоминающими элементами соответственно. Например, "Вывод" для вывода информации по шине ШД на индикацию, вход "Запрос прерывания" для ввода информации в вычислительный узел 12 по сигналам синхронизатора 13. Поскольку антенны 1 и 4 разнесены в пространстве, сигналы радиогеодезической системы проходят соответствующие расстояния в среде распространения и пути по фидерным линиям до места расположения блока 3 обработки. При этом сигналы имеют дополнительные задержки, причем ско-рость распространения сигналов в фидерах обычно меньше, чем в свободном пространстве. Поэтому для расчета координат антенн 1 и 4 необходимо учитывать задержки сигнала в фидерах 2 и 5, которые могут быть записаны в постоянном запоминающем элементе 17 в виде констант. В случае разнесения береговых станций, установленных неподвижно, по высоте и учете координат Z можно определять не только координаты драги в плане, но и в трехмерном пространстве. Датчик 6 углового положения может быть выполнен на основе дражных глубиномеров, определяющих глубину черпания по углу наклона черпаковой рамы.
Формула изобретения
РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4
Похожие патенты:
Изобретение относится к маркшейдерским приборам и может применяться при съемках горных выработок
Устройство для измерения расстояний // 1530898
Изобретение относится к геодезическому приборостроению и может быть использовано для измерения расстояний при контроле геометрических параметров шахтных стволов и горных выработок
Профилограф // 765655
Устройство для ориентации проходческого комплекса при строительстве криволинейных тоннелей // 2385419
Изобретение относится к области горной промышленности, в частности к устройствам для ориентации проходческих комплексов при строительстве криволинейных тоннелей, в том числе при строительстве криволинейных тоннелей методом продавливания
Способ контроля негабаритности размещения оборудования в туннелях и устройство для его осуществления // 2456544
Изобретение относится к оптико-электронным приборам и может быть использовано для измерения негабаритности размещения оборудования
Способ соединительной съемки // 2458320
Способ управления щитом тоннелепроходческого комплекса и следящая система для его реализации // 2509892
Изобретение относится к системам автоматизированного управления в горной промышленности и может быть использовано в системе управления проходческим щитом. Техническим результатом является повышение точности и надежности управления передвижением щита тоннелепроходческого комплекса. Способ управления щитом тоннелепроходческого комплекса заключается в том, что управление щитом осуществляют в двух плоскостях посредством систем управления по вертикали и по горизонтали. При этом с помощью измерительной техники определяют углы наклона исполнительного органа относительно вертикальной и горизонтальной плоскостей, сигналы по скорости изменения угла наклона относительно вертикальной и горизонтальной плоскостей, линейные перемещения в вертикальной и горизонтальной плоскостях и скорости изменения линейного перемещения в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Вышеперечисленные сигналы подают на блок управления по четырем координатам, где их сравнивают с заданием, после чего на основании сигналов рассогласования формируют релейный закон управления исполнительным органом. Предложена также следящая система управления щитом тоннелепроходческого комплекса, которая содержит последовательно соединенные оптический задатчик направления, блок отклонения луча, диафрагму, фотоэлектрическое приемное устройство и блок управления по четырем координатам, вход которого соединен с блоком измерения углов наклона. При этом устройство дополнительно содержит блок наблюдателя состояния, который своим входом соединен с блоком измерения углов наклона, а выходом - с блоком управления. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.
Изобретение относится к оптико-электронным приборам и может быть использовано для измерения профиля тоннелей. Согласно способу, формируют узкий световой пучок с помощью блока подсветки, направляют его на поверхность тоннеля с помощью зеркала, наклоненного к оси тоннеля и принадлежащего блоку подсветки, формируют сечение профиля тоннеля в виде последовательно подсвеченных за счет вращения указанного зеркала участков, регистрируют их изображения видеокамерой и направляют оптическую ось видеокамеры в центр кольцевой зоны изменения радиуса тоннеля с помощью зеркала, принадлежащего видеокамере. Видеокамеру с ее зеркалом вращают вокруг оси тоннеля синхронно с вращением зеркала блока подсветки. Далее сопоставляют изображения участков с участками эталонного профиля и выявляют изменения радиуса сечения профиля. Угол наклона оптической оси видеокамеры к оси тоннеля определяют по формуле
где R - радиус сечения эталонного профиля тоннеля; ΔR - ширина кольцевой зоны изменения радиуса сечения профиля тоннеля; b - расстояние между зеркалом блока подсветки и зеркалом видеокамеры вдоль оси тоннеля; φ1 - угол наклона зеркала блока подсветки к оси тоннеля. Технический результат - уменьшение погрешности измерения радиуса сечения профиля. 2 н.п. ф-лы, 8 ил.
Видеоустройство для передачи заданного направления с одного горизонта на другой содержит установленные на одном горизонте узел с объективом и фотоприемником и узел с призмой типа БР-180, установленный на другом горизонте. При этом источники света расположены вокруг объектива так, что их изображения, отраженные от призмы, проецируются на фотоприемник. При этом при вращении призмы происходит вращение изображений источников света, что определяет угол направления. Технический результат заключается в упрощении конструкции. 1 ил.
Изобретение относится к средствам контроля процесса строительства скважин. В частности, предложена система оперативного контроля и анализа процесса строительства скважин, включающая блок сбора и передачи данных, блок ввода данных, базу данных, блок администрирования, блок визуализации, модуль загрузки, состоящий из блока загрузки данных инклинометрии, блока загрузки данных исследований скважины, блока загрузки топографической информации по скважине. Кроме того, система дополнительно включает модуль расчета траектории и модуль контроля нарушений. Причем модуль расчета траектории включает блок расчета проекции траектории скважины, блок расчета плана траектории скважины, блок расчета 3D траектории скважины, а модуль контроля нарушений включает блок контроля сближений траекторий нагнетательной и добывающей скважин, блок контроля допуска и блок контроля сближений траекторий с соседними скважинами. При этом блок сбора и передачи данных односторонней связью соединен с блоком ввода данных. Блок ввода данных односторонней связью соединен с модулем загрузки. Модуль загрузки односторонней связью соединен с базой данных. Блок администрирования односторонней связью соединен с базой данных. База данных односторонней связью соединена с модулем расчета траектории. Модуль расчета траектории односторонней связью соединен с модулем контроля нарушений. Модуль контроля нарушений односторонней связью соединен с модулем визуализации. Модуль расчета траектории односторонней связью соединен с модулем визуализации. Технический результат изобретения заключается в визуализации траектории бурящейся скважины в предупреждение возможных инцидентов при проводке траектории скважины, формировании аналитического паспорта оборудования и оценке динамики изменения его технических параметров. 1 ил.
Комплексный прибор для управления геофизическими исследованиями скважины и планирования бурения // 2620691
Изобретение относится к средствам управления геофизическими исследованиями скважины и планированию бурения. В частности, предложен реализуемый с помощью компьютера способ геофизических исследований скважины, включающий в себя: прием результатов геофизических исследований, описывающих скважину, пробуриваемую от поверхности к подземной геологической цели. Причем скважина соотнесена с целевой траекторией, по которой должно осуществляться бурение от поверхности к подземной геологической цели. Далее способ содержит этапы, на которых осуществляют: вычисление индикатора неопределенности, обозначающего неопределенность при бурении скважины по целевой траектории, основываясь по меньшей мере частично на результатах геофизических исследований и на целевой траектории; и визуальное отображение индикатора неопределенности в пользовательском интерфейсе так, что могут быть оценены факторы геофизических исследований, влияющие на индикатор неопределенности и тем самым на неопределенность при бурении скважины. Предложенное изобретение обеспечивает контроль влияния различных факторов на точность геофизических исследований и планирование бурения скважины. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 5 ил.
Изобретение относится к бурению скважин, и более конкретно к автоматизации бурения скважин на основании профиля и энергии ствола скважины, бурение которого осуществляют. Техническим результатом является обеспечение плавного бурения ствола скважины. Способ содержит продвижение забойного оборудования (ВНА) в подземную формацию и образование, таким образом, ствола скважины вдоль действительного пути ствола скважины, причем забойное оборудование (ВНА) содержит модуль контроллера, один или большее количество датчиков и узел управления, проведение маркшейдерских измерений посредством одного или большего количества датчиков на двух или большем количестве точек замера вдоль действительного пути ствола скважины, сравнение маркшейдерских измерений с данными, соответствующими планируемому пути ствола скважины, посредством модуля контроллера, определение посредством модуля контроллера обратного пути на основании минимального расхода энергии действительного пути ствола скважины при отклонении действительного пути ствола скважины от планируемого пути ствола скважины, при этом определение обратного пути включает определение скорости изменения наклона между всеми точками замера, скорости изменения азимута между всеми точками замера и длин между всеми точками замера и уменьшение, таким образом, закругления и скручивания действительного пути ствола скважины при возвращении к планируемому пути ствола скважины, и передачу корректирующего командного сигнала к узлу управления посредством модуля контроллера с целью изменения направления траектории действительного пути ствола скважины таким образом, чтобы обеспечивать его возвращение к планируемому пути ствола скважины. 3 н. и 15 з.п. ф-лы, 6 ил.
