Design of a convergence recorder and improvement of a load monitoring system for measurements in underground mines

Abstract

ÖZET YERALTI OCAKLARINDAKİ ÜLCÜMLERDE KULLANILABİLECEK KONVERJANS ÖLÇER TASARIMI VE YÜK İZLEME SİSTEMİNİN GELİŞTİRİLMESİ VURAL, Talât Devrim Yüksek Lisans Tezi, Maden Müh. Bölümü Tez Yöneticisi: Doç. Dr. Erdal ÜNAL Şubat 1988, 94 Sayfa Yük ve konverjans, yeraltı tahkimat sitemlerinin tasarımında ve ocakların genel olarak duraylılıgının belirlenmesi sırasında dikkate alınan önemli parametrelerden iki tanesidir. Dünyada son yıllarda, yeraltı ölçme sistemlerinin ve ölçüm tekniklerinin kullanımında önemli artışlar olmasına ragmen, Türkiye'de henüz yeraltı ocaklarına tasarım ve duraylılık kontrolü amacıyla sürekli veri toplayabilecek ve bunları değerlendirebilecek sistemler girmemiştir. Bu tezdeki çalışma, yeraltı ocaklarında kullanılabilecek mekanik bir konverjans ölçer tasarımını ve analog yük izleme sisteminin geliştirilmesini içermektedir.Bu çalışmada tasarımı tamamlanan kanverjans ölçer, dönen bir silindir üzerine sürekli deplasman kaydedebilme özelliğine sahip, dişli çarklar prensibine dayanan bir ünitedir. Bu ölçerin en -fazla ölçme sınırı 2.5 cm olup daha büyük konverjanslar için yeniden ayaralanabilmektedir. Hassasiyeti 0.01 mm ve büyütme oranı ise 10' dur. Konverjans ölçerin kalibrasyonu hassasiyeti 0.1 7. alan bir lineer potensiyometreye göre yapılmış ve sonuçta yaklaşık olarak mekanik sistemin hata oranının yaklaşık 7. 3 olduğu saptanmıştır. Yük izleme sistemi, üç adet yük hücresi, bir bağlantı kutusu, üç tane sinyal düzenleyici ve iki adet çift kanallı kaydediciden oluşmaktadır. Sistemin geliştirilmesi aşamasından sonra, kontrolü, denenmesi ve yük hücrelerinin laboratuvarda kalibrasyonu çalışmaları tamamlanmıştır. Sonuçta, O.D.T.ü. Maden Mühendisliği Bölümünden bir araştırma grubu sistemi bir yeraltı ocağında başarı ile kullanmıştır. Anahtar kelimeler: yük, konverjans, izleme sistemi. vı

ABSTRACT DESIGN OF A CONVERGENCE RECORDER AND IMPROVEMENT OF A LOAD MQNITORINB SYSTEM FOR MEASUREMENTS IN UNDERGROUND MINES VURAL, Talât Devrim M.Sc. in Mining Eng. Supervisors Assoc. Pro-f. Dr. Erdal ÜNAL February 1988, 94 pages Load and Convergence are two of the important parameters widely considered in design of underground support systems and in controlling the overall stability o-f underground mines. Although there has been a major increase in use of underground instrumentation and measurement techniques in the world, a complete system for continuous monitoring of underground data has not been developed in Turkey yet. The study presented in this thesis is directed mainly towards a design of a mechanical convergence recorder and improvement of an analog load monitoring system that can be used in underground mines. The convergence recorder designed in this study is a gear based mechanical unit capable of monitoring displacements continuously on a rotating drum. The recorder has a maximum range of 2.5 cm, but can be readjusted to obtain larger readings. It has a sensitivity of 0.01 mm and a magnification factor of 10. The calibration of the recorder against a linear potentiometer, which has a sensitivity of 0.1 %, indicates that the accuracy of the unit is about 3 `/.. IllThe load monitoring system consists o-f three load cells, a junction box, three signal conditioners and two dual channel strip- chart recorders. After its developments, this system was controlled and tested in the laboratory and the load cells were calibrated. Finally, a research group in the Mining Engineering Department at M.E.T.U. utilized the system success-fuly in one of the underground mines. Key words: load, convergence, monitoring system. IV