Способ контроля динамического состояния горных пород

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИК 447 01 И 29/О АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ОПИ К АВТ оп- ичесалов робот Ю.Б. 1 СтанС ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ)ТИЙ ОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(46) 15.09.83. Бюл. Ф 34 (72) Ю.А.Векслер и А.Т.шакиров (71) Карагандинский ордена Трудового Красного Энамени политехнический институт(56) 1, Грешников В.А, и Д Акустическая эмиссияМ., дартф, 1976, с.116-143.2, Анцыферов М,С. Создание метода и аппаратуры сейсмоакустическаго прогноза опасности возникновения динамических явлений при разработке вибросоопасности угольных пластов. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук, М., 1974 (прототип).(54)(57) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ДИНАМИЧЕСКОГО СОСТЯНИ ГОРНЫХ ОРОД, прикотором регистрируют сигналы акустической эмиссии в горных породахи проводят их анализ, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с цельюповышения надежности контроля,ределяют частоту сигналов акусткой эмиссии и по появлению сигис частотой ниже предварительно установленной частоты, соответствуюшебезопасному, состоянию горной породысудят о возможности проявления динамического явления в горной породе.738447 Составитель Г.федоровРедактор З.Бородкина Техред М,Тепер Корректор Л,Патай Заказ 8208/5 Тираж 873. ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Подписное Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Изобретение относится к способам контроля динамического состояния горных пород и может быть использовано для ультразвуковогоконтроля внезапных выбросов угляи газа при ведении горных работ навыбросоопасвых угольных пластах,Известен способ контроля состояния материала, заключающийся в том,что регистрируют сигналы акустической эмиссии в образце материала приего нагружении и по спектральнойплотности сигналов судят о напря. -женном состоянии материала 11 .Однако такой способ не позволяет контролировать объекты, для ко"торых характерно резкое изменениесостояния.Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущнос ти и достигаемому результату является способ контроля динамическогосостояния горных пород, при которомрегистрируют сигналы акустическойэмиссии в горной породе и проводятих анализ 2 .Недостатком такого способа является ненадежность контроля из-за возникновения в горной породе акустических сигналов, связанных с рабо-той шахтного оборудования,Цель изобретения - повышение надежности контроля,Цель достигается тем, что определяют частоту сигналов акустической эмиссии и по появлению сигналов с частотой ниже предварительноустановленной частоты, соответствующей безопасному состоянию горнойпороды, судят о воэможности проявления динамического явления в горнойпороде.Способ осуществляется следующимобразом.Забой выработки обрабатываетсяисполнительным органом комбайна. в течение 1 мин для возбуждения горной породы, например угольного плас-та, Затем с помощью комплекта звукоулавливающей аппаратуры регистриру-5ют сигналы акустической эмиссии пласта. Полученная информация обрабатывается, Проводится частотныйанализ зафиксированных сигналов акустической эмиссии в диапазоне частот от 30 до 12590 Гц, заключающий 10 ся в подсчете импульсов акустической эмиссии в данном диапазоне.В результате предварительных экспериментальных исследований былоустановлено, что существует нижняя15 граница спектра сигналов акустической эмиссии, равная 100 Гц и соответствующая безопасному состояниюугольного пласта.По появлению импульсов акустичес.кой эмиссии с частотой меньшей,чем 100 Гц, устанавливают выбросоопасное состояние горной породы.Физическая основа способа вытекает из закономерностей разрушениятвердых тел при сжатии. В этом случае разрушение связано с ростом .равновесныхтрещин, длина которыхувеличивается как с усиленйем напряженного состояния, так и при ихслиянии. В свою очередь длина трещин определяет длину волны и частоту импульсов акустической эмиссии.Формирование выбросоопасного состояния пласта связано с развитием35крупных трещин,Последнее приводит к увеличениюдлины волны импульсов акустическойэмиссии и уменьшению их частоты.Таким образом, предлагаемый спо соб контроля динамического состояниягорных пород позволяет надежно контролировать состояние горных пород,залегающих в различных горно-геологических условиях.