Спосіб визначення координат зародження об’ємних сейсмічних хвиль навкруги вогнища гірського удару

Реферат: Спосіб визначення координат зародження об'ємних сейсмічних хвиль навкруги вогнища гірського удару, причому розрахунки проводяться для двох незалежних сейсмовипромінювачів, перший з яких являє собою об'єм подрібненої радіальними напругами породи, а другий - об'єм породи, здеформованої дотичними напругами, на межі якого вони зменшуються до пружних показників. UA 99697 U (54) СПОСІБ ВИЗНАЧЕННЯ КООРДИНАТ ЗАРОДЖЕННЯ ОБ'ЄМНИХ СЕЙСМІЧНИХ ХВИЛЬ НАВКРУГИ ВОГНИЩА ГІРСЬКОГО УДАРУ UA 99697 U UA 99697 U 5 10 Галузь застосування: гірничовидобувна промисловість при розробці вугільних родовищ з небезпекою виникненням гірських ударів, що супроводжуються емісією сейсмічних хвиль високої інтенсивності, небезпечних для цілісності поверхневих об'єктів. Прототипом корисної моделі є схема розвитку механізму пружних коливань, наведена в роботі [В.Н. Мосинец, В.Ф. Богацкий "Основные научно-технические проблемы сейсмики ближней зоны". - В сб. "Взрывное дело, 85/42" Сейсмика промышленных взрывов. - М. - Недра, 1983. - с. 89-101], де зазначено наступне: в якості сейсмічного випромінювача промислового вибуху приймається об'єм породи, в якому під дією вибуху розвиваються незворотні деформації і на межі якого напруги і деформації зменшуються до пружних показників. Таким чином, автори визнають наявність єдиного сейсмічного випромінювача і пропонують його лінійний параметр (радіус ru ) у вигляді функції ваги заряда Qв в : ru  K 0 3 Qв в ( K 0 - коефіцієнт залежний від властивостей породи). В роботі [Кузьменка А.А. и др. Сейсмическое действие взрыва в горных породах. - М.: Недра, 1990. - 173 с.] цей параметр також розглядається, як єдине сейсмоемісійне джерело і його розмір пропонується знаходити з емпіричного виразу 15 20 25 30 35 04 ru  5,5Qв,в . В основу корисної моделі поставлена задача встановлення реального механізму початку руху сейсмічних хвиль навколо імпульсного джерела, виходячи з закону теорії пружності про збурення навколо вогнища двох різновидів пружних коливань: поздовжніх (Р) і поперечних (S) хвиль, як наслідок, у першому випадку, вивільненої пружної енергії подрібнення під дією радіальної складової поля напруг, і в другому - під дією дотичних напруг, що спричиняють тріщиноутворення в масиві за межами зони подрібнення. Цей механізм знаходить підтвердження в роботі [A.Goszcz Elementy mechaniki skal oraz tapania W polsksch kopalniach wegla I medzi. - Krakow, AGH. - 1998. - 237s.], в якій згідно з Клапейроном енергію деформації породи під дією полів напруг поділяють на об'ємну і пластичну складову. Отже два різновиди пружних коливань (Р і S хвилі) не можуть збурюватись з загальної поверхні, оскільки в Р - хвилі рух часток відбувається в радіальному, а в S - хвилі в перпендикулярному напрямку. Поставлена задача вирішується виходячи з того, що для виникнення двох різновидів сейсмічних хвиль повинні бути два незалежних джерела збурення, тому пропонують спосіб визначення координат зародження об'ємних сейсмічних хвиль навкруги вогнища гірського удару у вигляді двох незалежних сейсмовипромінювачів, перший з яких являє собою об'єм подрібненої радіальними напругами породи, а другий - об'єм породи, здеформованої дотичними напругами, на межі якого вони зменшуються до пружних показників. P Розрахунки проводять для визначення радіусу випромінювача повздовжньої хвилі rв : P rв  0,693  rn  3 E , м (1) сж Де: rn - радіус порожнини, для сферичної конфігурації дорівнює сф сф rn  0,623 Пnp  Qв в . (2) 40 45 сф Пnp - коефіцієнт прострілюваності (експериментально-нормативний показник); Qв в - маса заряду вибухової речовини, кг; E - модуль пружності;  сж - зусилля на стискання. Підставляючи (2) в (1) отримують формулу для обчислення координат зародження повздовжньої сейсмічної хвилі: сф p rв  0,693  0,063 Пnp  Qв в  3 1 1 1 E 1 3 3  0,042Пnp Qв в E 3 сж 3 .(3) сж S Радіус випромінювача поперечної хвилі rв отримують із наступного рівняння: S P rв  0,707  rв 3 сж ,(4) р де:  р - зусилля на розтягнення. 1 UA 99697 U 1 1 S 3 3 Тоді: rв  0,707  0,042Пnp Qв в E 1 1 1 1 3  3  2 2 сж сж p 1 1 3 3  Пnp Qв в E 1 1 1 3 6 2 сж p , м (5) ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 Спосіб визначення координат зародження об'ємних сейсмічних хвиль навкруги вогнища гірського удару, який відрізняється тим, що розрахунки проводяться для двох незалежних сейсмовипромінювачів, перший з яких являє собою об'єм подрібненої радіальними напругами породи, а другий - об'єм породи, здеформованої дотичними напругами, на межі якого вони зменшуються до пружних показників. 10 Комп’ютерна верстка М. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2