Способ оцінки напруженного стану масива гірничих пород

Изобретение относится к горному делу. Цель - повышение оперативности измерении В выработке устанавливают широкополосную электромагнитную антенну» соединенную с приемником, а на табое размещают геофон с предусилителем. Предварительно определяют скорость распространения сейсмоакустического сигнала (САС), чадают максимальный размер зоны оценки и определяют время распространения САС от конца зоны оцен хи. Пушная ют электромагнитные сигналы (1МС) и САС от одного источника. С помощью дискриминаторов ограничивают амплитуды САС и ЭМС так, чтобы частота следования каждого из ник не превышала обратную величину времени распространения САС от конца зоны оденки. Для каждой прошедшей дискриминацию пары сигналов измеряют интервалы времени запаздывания САС относительно ЗЇ^С, Измерения осуществляют с помощью блока измерения интервалов времени, управляемого таймером и элементом ИЛИ, Исследования зоны оценки проводят с детальностью, определяемой скоростью распространения САС в массиве и задаваемым расчетным временем запаздывания, В зависимости от длительности времени запаздывания определяют интенсивность пар САС и ЭУС, приШЄДШЇГХ от одних источников. По данной интенсивности определяют местоположение зоны с повышенной концентрацией напряжений. 2 ил. (Л С ел 00 Изобретение относится к области горного дела и предназначено для контроля напряженного состояния массива ropwix пород вокруг выработки . Цепью изобретения является повышение оперативности измерений. На фиг.1 представлена структурная схема устройства, предназначенного дтш реализации способа оценки напря~ женного состояния массива горных пород; на Н-.иг,2 - зависимость числа циклов измерений N от длительности цикла Т. Устройство для оценки напряженного состояния массива горных пород состоит кз широкополосной пеленгапионной антенны 1 и приемника 2 электромагнитных сигналов, которые установлены на штативе в забое горной выработки, жестко закрепленным на поверхности забоя геофона 3 с пред 1543076 варит ел ы ш м усилителем 4 дпскримшш= торов 5, 6, блока 7 измерения интервалов времени таймера 8, элемента ИЛИ 9 и цифройечатагощего блока 10. _ Пространственные оси диаграмм направленности широкополосной пеленгациошюй антенны 1 и геофона 3 совмещены и ориентирован!» в нужном направлении. Выход приемника 2 электро- ]Q магнитных сигналов и усилителя 4 соединены соответственно с входами дискриминаторе» 5, 6, Выход дискриминатора 5 подключен к стартовому входу блока 7 измерения интервалов 15 времени и входу таймера 8, выход которого, в свою очередь, подключен к одному из входов элемента ИЛИ 9, а выход дискриминатора 6 - к другому входу элемента ИЛИ 9. Выход эле20 мента ИЛИ 9 соединен со стоповым входом блока 7 измерения интервалов времени, а выход блока 7 измерения интервалов времени подключен к цифропечатающему блоку 10. 25 Способ осуществляется следующим образом. На штативе (фиг.1) на расстоянии порядка 1 м от поверхности забоя горной выработки устанавливают широко- З д полосную пеленгационную антенну 1 и приемник 2 для регистрации электромагнитных сигналов, а на поверхности этого забоя жестко закрепляют геофон 3 с предварительным усилителем 4, причем пространственные оси диаграмм 35 направленности широкополосной пеленгационной антенны 1 и геофона 3 совмещают и ориентируют в нужном направлении . Одним из известных спосбов, например по образцам горных пород, определяют скорость V распространения сейсмоакустнческого спгиапа. Далее задают максимальный размер р, 1 чоны оценки и определяют время оаспространения сейсмоакустического сигнала с конца этой зоны до пункта приема не превышала максимально допустимую частоту F, Затем определяют для каждой прошедшей дискриминацию пары сигналов, пришедших от одного источника, интервалы времени запаздывания Т сейсмоакустического сигнала относительно электромагнитных. Интервалы времен запаздывания определяют с помощью блока 7 измерения интервалов времени, работающего в старт-стоповом режиме, Запуск блока 7 осуществляют передним фронтом электромагнитного сигнала. Остановка цикла измерения осуществляется сигналом с выхода элемента ИЛИ 9, на один из входов которого поступает сейсмоакустическип сигнал с дискриминатора 6. При отсутствии этого сигнала на второй вход элемента ИЛИ 9 поступает импульс с таймера 8, соответствующий приходу сейсмоакустического сигнала с конца зоны оценки. Причем запуск таймера осуществляют по переднему фронту этого же электромагнитного сигнала. По окончании цикла измерения информацию о его длительности с блока 7 измерения интервалов времени выводят на цифропечатаюший блок 10, а таймер 8 и блок 7 измерения интервалов времени устанавливают в нулевое состояние для подготовки схемы к новому циклу измерения. Регистрацию временных циклов продолжают до тех пор, пока не истечет заданное время исследования зоны оценки, а затем составляют гистограмму (фиг.2) распределения длительности циклов измерения по расчетным временным интервалам запаздывания сейсмоакустического сигнала относительно эле к трома гнитното, определяйтего детальность исследования зоны оценки &Д, Число циклов измерения равной длительности соответствует интенсивЪ = 1/V. ности пар сейсмоакустических и элекПосле этого рассчитывают макситромагнитных сигналов, пришедших мально допустимую частоту следования 50 от,одних источников, расположенных сейсмоакустическнх и электромагнитных на расстояниях, определяемых скоросигналов по формуле F ' IfP, стью сейсмоакустического сигнала в массиве и расчетным временным интервалом запаздывания &Т. Поэтому опреДалее задают минимально возмож55 делить местоположение зоны с повыные пороговые уровни дискриминаторов шенной концентрацией напряжений мож5, 6 таким образом, чтобы частота но по наибольшему числу циклов на следования как эпектрамагнтиых, гистограмме (фиг.2). так и сенсмоакустических сигналов 5 1543076 П р и м е р . Б условиях угольнотг " окончании цикла измерения информацию тахты отбирают образцы породы и о его длительности с блока измереопределяют скорость распространения ния интервалов времени выводят на сейсмоакустических сигналов. Средцифронечатающее устройство, а таймер няя скорость распространения сейсмои частотомер устанавливают в нулевое акустических сигналов в этом массиположение, тем самым подготавливают ве 3600 м/с. схему к новому циклу измерения. Р е гистрацию временных циклов осущестЗатем на штативе устанавливают широкополосную пеленгаиионную антен- 10 вляют в течение 20 мин. При этом зарегистрировано 2084 цикла. ну и приемник для регистрации электромагнитных сигналов, а на поверхЗатем составляют гистограмму р а с ности забоя жестко закрепляют геофон пределения длительности циклов измес предварительным усилителем, прирения по заданным временным интерчем пространственные оси диаграмм 15 валам. Ширина временного интервала направленности широкополосной пелен139 мке, что соответствует длительгационной антенны и геофона совмещают ности оценки горного массива в 0 , 5 м . и сориентируют в нужном направлении. Из гистограммы следует, что зона Максимальный размер зоны оценки с повышенной концентрацией напряжегорного массива 1 = 10 м. Время рас- 20 ния находится на расстоянии около пространения сейсмоакустических сиг1,5 м от поверхности забоя, налов с конца этой зоны до геофона I Т = 1/V - 10/3600 = 2,78 мс. Способ позволяет сократить время После этого рассчитывают максимальопределения местоположения зоны с ' 25 повышенной концентрацией напряжений но допустимую частоту следования относительно контура выработки при сейсмоакустических и электромагниттой же длительности исследования ных сигналов ло формуле F=l/T~ 360 Гц, зоны оценки и тем самым повысить Дапее задают пороговые уровни оперативность контроля. на дискриминаторах так, что на их вы30 ходах частота следования сигналов Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я составляет величину около 2 Гц. Такая частота следования сигналов обусСпособ оценки напряженного состояловлена низкой скоростью регистрации ния массива горных пород, включающий информации цифропечатающим устройстизмерение средней скорости распровом типа ЗУМ-23 с транскриптором 35 странения сеисмоакустического сигнаФ-256. л а , регистрацию моментов прихода электромагнитных и сейсмоакустичесЗатем регистрируют для каждой ких сигналов, определение интервапрошедшей дискриминацию пары сигналов времени запаздывания сеисмоакуслов длительность цикла измерения бло- 40 тического сигнала относительно элекком измерения интервалов времени тромагнитного, регистрацию пар элекчастотомера 43—35, работающим в тромагнитных и сейсмоакустических старт-стоповом режиме. Старт соответсигналов, пришедших от одного источствует началу цикла и его задают ника, определение интенсивности этих передним фронтом электромагнитного 45 сигналов в зависимости от расстояния сигнала, а стоп и соответственно кодо источников и определение по ней нец каждого из циклов измерения местоположения зон с повышенной конпередним фронтом сеисмоакустического центрацией, при этом детальность сигнала. определения местоположения зон з а Гели хе сейсмоакустический сигнал 50 дают по расчетному времени запаздыотсутствует в течение времени расвания сейсмоакустпческого сигнала пространения сеисмоакустического сиготносительно ' электромагнитного, нала с конца зоны оценки, то на друо т л и ч а ю щ и й с я тем, что, гой вход элемента ИЛИ с таймера пос целью повышения оперативности и з ступает импульс, соответствующий 55 мерений, предварительно задают макэтому времени, т.е. 2,78 мс, и выклюсимальный размер зоны оценки, дискричает цикл, Причем запуск таймера осуминируют по амплитуде электромагнитществляют по переднему фронту этого ные и сейсмоакустические сигналы же электромагнитного сигнала, По 8 54JO76 макс іп-іальиая частота ігх сі ІІС пргяпплалл обі з нуи* ЦІ?ЛИЧІШУ распространения сенс моя* ус • TW^tvi о> г сигнала от конца тоны оцсныт, а интервалы времени тапа-эдываіпія определяют для сигналов, проІОСЧ шедннх дпскриппчапшо, при этом в о іу'іае при\