Способ определения глубины залегания очага динамических явлений в массиве

) Е 21 С.39 00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН Н АВТОРСИО ЬСпСэ) где меннои интервал между моментами приходаэлектромагнитнойческой эмиссий;скорость распростакустических нмпумассиве;скорость распростэлектромагнитныхв массиве. мпульсо акустиранения Яы льсов ранениямпульсов(71) Иосковский ордена Трудового Красного Знамени горный институт (53) 622,325(088,8)(56) 1. Ямщиков В,С. Иетоды и средства исследования и контроля горных пород и процессов. 11., 1982, с. 202.2. Там же, с. 205-208. (54)(57) СНОСОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГЛУБИНЫ ЗАЛЕГАКИ ОЧАГАДИНАИИЧЕСКИХ ЯВЛЕНИЙ В МАССИВЕ, включающий регистрацию импульсов акутической эмиссии в определенных точках массива, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерений в окрестности горной выработки, одновременно регистрируют импульсы электромагнитной эмиссии в тех же точкахмассива, определяют временной интервап между моментами прихода электромагнитной и акустической эмиссии иопределяют расстояние Ь до очага динамического явления по формуле1 113Изобретение относится к горномуделу и может быть использовано длявыделения очага динамического явления в массиве горных пород и опреде -ления расстояния до него. 5Известен способ определения расстояния до очага динамического явления, основанный на определениискорости газовыделения из массива прибурении скважин 111,Недостатком данного способа является его значительная трудоемкость,связанная с необходимостью буренияскважин,Известен способ определения глубины залегания очага динамическихявлений в массиве, включающий регистрацию импульсов акустической эмиссиис помощью акустических преобразова=телей, расположенных в массиве 12,Недостатком известного способаявляется низкая точность измерений,обусловленная влиянием неоднородностей массива на условия распространения и приема акустических импульсов, 25Действительно, точное определениеместонахождения очага и расстояниядо него предполагает прямолинейностьраспространения упругих импульсовпо всем направлениям, а также сравнительно небольшой коэффициент поглощения, позволяющий уверенно регистрировать первое вступление акустического импульса. Однако наличиеструктурных неоднородностей в массиве на пути распространения импульсовакустической эмиссии от очага динамического явления до точки приемаприводит к искривлению пути распространения импульсов и к их значительному затуханию, что в свою очередьприводит к значительным погрешностям прк определении времени распространения импульсов акустической эмиссии, Таким образом, определение глубины залегания очага динамическогоявления также будет происходить созначительными погрешностями. йс,с-С, 0 Физические предпосылки предлагаемого способа определения глубины залегания очага динамических явленийв массиве заключаются в следующем.Известно, что очаг динамическогоявления (например, горного удара, внезапного выброса и т,п,) в массиве 40характеризуется концентрацией напряжений, которые приводят к активномутрещинообраэовакию в данной областимассива. Образовацие и развитие трещин хрупкого разрушения сопровождается одновременным появлением упругих и электромагнитных импульсов,распространяющихся в массиве, Скорость распространения импульсов электромагниткой эмиссии, определяемая 50электрическими и магнитными параметрами среды, значительно превышаетскорость упругих импульсов акустической эмиссии в данкой среде. Поэтому указанные импульсы, образую щиеся в очаге динамического явленияодновременно, приходят к точке цхрегистрации в разные моменты времени .Определив временной интервал между Цель изобретения - повышение точцостп измерений в окрестности горной выработки .Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения глубины залегания очага динамических явлений в массиве, включающему регистрацию импульсов акустической эмиссии в определенных точках массива, одцовремеццо регистрируют 7202 2импульсы электромагнитной эмиссии втех же точках массива, определяютвременной интервал между моментамиприхода импульсов электромагнитнойи акустической эмиссии и определяютрасстояние Ь до очага динамическогоявления по формуле где 6 - .временной .интервал междумоментами прихода импульсовэлектромагнитной и акустической эмиссий;Со - скорость распространенияакустических импульсов вмассиве",Сз - скорость распространенияэлектромагнитных импульсовв массиве,На чертеже представлена функциональная схема устройства, реализующего способ.устройство содержит акустическийпреобразователь 1; соединенный с усилителем 2, антенну 3, последовательносоединенную с усилителем 4, измеритель 5 временных интервалов, второйвход которого связан с выходом усилителя акустИческого преобразователя,а выход - с входом индикатора б.3 13моментами прихода импульсов электромагнитной и акустической эмиссий,.можно вычислить расстояние до очагадинамического явления, исходя изследующих соображений,5Время распространения акустического импульса до точки приема равно.1 = - ), (1)ЬСгде Ь - расстояние до очага динамического явления;С - скорость распространенияакустических импульсов вмассиве.Время распространения электромагнитного импульса равноС = - , (2)ЬС,где С - скорость распространенияЭэлектромагнитных импульсовв массиве.Таким образом, временной интервал между моментами прихода указанных импульсов. в точку приема равен-- (3) 25Ь Ьг С, С,"Откудаь = с сдсл (4)ЭСпособ осуществляют следующим образом. 30Для исследуемого участка массивапредварительно определяют. скоростираспространения акустических и электромагнитных импульсов. В точке регистрации располагают рядомакустический преобразователь 1 и антенну3. Электромагнитный импульс, пришедший из очага динамического явления,принимается антенной 3 и после усиле 7202 4ния поступает на один из входов измерителя 5 временных интервалов и запускает его. Импульс акустической эмиссии, образовавшийся в очаге дььнамического явления одновременно с электромагнитным импульсом, но достигающий точки приема с некоторым запаздыванием, принимается преобразователем 1, после усиления поступает на второй вход измерителя 5 временных интервалов и останавливают его, Таким образом, измеритель 5 Формирует временной интервал между моментами прихода импульсов электромагнитной и акустической эмиссий, Значение этого интервала отображается на индикаторе 6.По полученным значениям интервала Ь и измеренным ранее скоростям С,и О, с помощью выражения 4) определяют расстояние до очага динамического явления,Предлагаемый способ позволяет повысить точность определения глубинызалегания очага динамических явлений в массиве за счет того, что на распространение импулвсов электромагнитной эмиссии структурные неоднородности массива влияют значительно меньше, чем на акустической, Кроме тогом стабильность приема сигналов электромагнитной эмиссии значительно выше, чем акустической, поскольку отсутствует влияние контактных условий преобразователя с массивом. Экспериментально уст ановлено, что предложенный способ по сравнению с прототипом позволяет увеличить точность измерений на 15-207.1Составитель И. НазаркинаРедактор И. Дылын Техред А.Бабинец Корректор В. БутягаЗаказ 10486/23 Тираж 482 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4