Способ контроля напряженного состояния массива горных пород

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 19) фе 1) 12 ОСУДАРС ПО ДЕЛАМ НИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Ьа ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(71) Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт горной геомеханики и харкией;1 ерского дела(56) 1. Авторское свидетельство СССР693008, кл. Е 21 С 39/00, 1973.2. Турчанинов И. А. и др. Основы механики горных пород. Л., Недра, 1977.3. Авторское свидетельство СССР по заявке3681650/03, кл. Е 21 С 30/00, 1983,;д(1=1;: 5 О 1 О СО 1.".1 Ж 1-11 Л 1 МАССИ 15 А 1: дП 11 П 411 ЗНЗО 5 Г)М, ОТ.1111 ОЮЙ(11 ГЯ ТПМ ,1, . из 11"5 О. время спади аплитЛИ ННГГГ,СКО О Г, И,111 ОТ Е" ес 1 КС 11 М 5 ХП ДО 11 ЕКОК- ГО постоИ 1 ГО ппи за т 11 нных ус 1 ОЯ 1п 1.ии 1 ии;:. 1 О 11 внОГО ча( .1 вне и 5 а,ь.О 1 значени 51 31 НГ 1 ит;ды, .1;1 д 11 васчо. О из; ГО ВИЯ И 111,1 ОКЕТ В ЗОНЕ ИЗМЕРЕНИЯ, И СЧП 1 ак)т 1 а:р 51 женное состОЯпие 51 е нып 11 1 бо,11- п 1 и;1, если вре,я спа 1 а Ок;1 з;лось бГГ 11 (мен 1 ппе Относи 1 ельнО пПРдыд п 1 ПГО 1.3;1 с. ренияИзобретение относится к области исследования напряженного состояния горных пород, основанного на изменении параметровупругих волн, и может быть применено в горной промышленности при изучении и прогнозе динамических проявлений горного давления.Известен способ определения напряженного состояния по скорости распространения упругих волн, заключающийся в измерении скорости распространения упругих 10волн, с помощью которой оценивается напряженное состояние массива 1).Однако этот способ не обеспечивает до.стоверности результатов, поскольку трудноопределить момент первого вступления упругой волны, имеющего меньшую амплитуду по сравнению с последующими и маскируемого сигналами помехи.Известен способ определения напряженного состояния по затуханию упругих волн,возбуждаемых в массиве, заключающийся 20в возбуждении упругих волн и измерении ихамплитуды на различных базах 2,Однако данный способ не обеспечиваетдостоверности получаемых характеристик,поскольку параметры упругих волн в этомслучае в большой степени зависят от условий контакта датчика с породой.Известен способ контроля напряженногосостояния массива горных пород, основанный на измерении параметров акустическихсигналов преобразователей, размешенных вскважинах с воздушным зазором 3.Однако данный способ не обеспечиваетдостоверности получаемых характеристик.Целью изобретения является повышениедостоверности контроля.Поставленная цель достигается тем, что З 5согласно способу контроля напряженногосостояния массива горных пород, основанному на измерении параметров акустическихсигналов преобразователей, размещенныхв скважинах с воздушным зазором, измеряют время спада амплитуды акустическогосигнала от ее максимума до некоторого постоянного при заданных условиях изменений 11 м , равного части максимальногозначения амплитуды, задаваемого из условия 1111 лос в зоне измерений, и счи Бтают напряженное состояние меньшим (большим), если время спада оказалось больше(меньше) относительно предыдущего измерения.На чертеже дана диаграмма, поясняюшая предлагааемый способ, гдемаксимальная амплитуда упругой волны;1.)ломех. - уровень помех в зоне измерений;Б,- некоторый постоянный уровень,являющийся частью максимальной амплитуды 11,с и выбираемый из условий 11 к Ц, 1 - время спада сигнала от 1.1 до 11.Способ осуществляется следующим образом.На исследуемом участке массива горных пород располагают приемник упругих колебаний. В зоне измерений определяют уровень помех 11 п. Затем определяют амплитудное значение сигнала Ц, и время спада от 1.1, , до Ц причем 1.1 выбирают из условия 1 )цщ1 1В породе имеются рассвиватели акустической волны: трещины, неоднородности. Хвостовая часть акустического сигнала формируется за счет опережающей акустической волны на рассеивателях в породе и ее интенсивности.Длительность спада 1 зависит от количества этих отражений и интенсивности отраженной волны.С увеличением напряженного состояния трещины сжимаются, улучшается акустический контакт неоднородностей с вмещающими породами, число отражений и интенсивность отраженной волны становятся меньше. Таким образом, хвостовая часть акустического сигнала сжимается и время уменьшается, давая оценку напряженного состояния.Пример. Применяется способ снижения напряжения в горных породах, окружающих выработку, путем проведения выработки по вышележащему пласту. При использовании предлагаемого способа в выработке нижележащего пласта проводят измерения интересующего параметра.Например, замеренный уровень помех равен Уломех =0,15 В. Выбираем 1.1 мын,)1-помех = 0 2 В= 1/6 1-макс,При Цщ,с -- 1,2 В измеренное время спада равно 1 с =1020 гпс.После проведения мероприятия по снятию напряжения измерения проводятся повторно. Например, при этом же параметре 11 о,. =0,15 В и 13, =0,1 В полученное значение времени спада 1, = 2100 гпс.Таким образом, по изменению времени спада 1, судят об изменении напряженного состояния пород, окружающих выработку, при одинаковых условиях в зоне измерения с точки зрения помех: увеличение времени спада 1 с свидетельствует об уменьшении напряженного состояния.Преимущество предлагаемого способа по сравнению с известным заключается в том, что более надежно и достоверно осушествляется относительная оценка напряженного состояния горных пород на фоне помех, исключается погрешность в определении момента первого вступления.