Устройство для определения трещиноватости горных пород

(56) Авторское свидетельство СССР И 11 б 871 О,кл. Е 21 С 39/00, 1982, .Авторское свидетельство СССР К 1448047, кл. Е 21 С 39/00, 1987.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТРЕЩИНОВАТОСТИ ГОРНЫХ ПОРОД(57) Изобретение относится к горному делу. Цель - повышение точности определения трещиноватости горных пород. Устройство содержит генератор 1 высокой частотысогласующий усилитель 2, колебательный контур 3, антенну (А) 4, приемную катушку 5, усилитель б высокой частоты и блок 7 выпрямления, которые конструктивно размещены в измерительном зонде 9. Кроме тогоустройство содержит блок 8 регистрации, в коГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР 2 торый входят усилитель 10, регистратор 11 и блок 12 питания. Особенностью устройства является то, что А 4 выполнена в виде двух параллельных дисков различного диаметра, Зонд 9 перемещают в шпуре, пробуренном в массиве горных пород. От генератора 1 напряжение высокой частоты поступает на вход согласующего усилителя 2 и далее на колебательный контур 3. Высокочастотные колебания излучаются А 4. В приемной катушке 5 наводится напряжение, поступающее на усилитель б и блок 7 выпрямления, а затем. через усилитель 10 на регистратор 11. При попадании в зону чувствительности А 4 трещины из- Я меняются параметры А 4, что приводит к изменению напряжения на катушке 5, Выполнение А 4 в виде двух параллельных дисков различного диаметра позволяет сформировать зону чувствительности так, что параметры А 4 зависят только от раскрыва трещины. и не зависят от угла ее наклона. Это позволяет получить более точную информацию о трещиноватости массива. 3 ил,Изобретение относится к горномуделу и предназначено для контроля трещиноватости горных пород в массиве.Цель изобретения - повышение точ 5ности определения.На фиг. 1 представлена структурнаясхема устройства; на фиг. 2 - конст"рукция измерительного зонда и антенны; на фиг. 3 - схема расположения из-О; тель 6 высокой частоты, блок 7 выпрям, ления и блок 8 регистрации. Генератор1 высокой частоты, согласующий усили тель 2, колебательный контур 3, антек на 4, приемная катушка 5, усилитель 6 20высокой частоты и блок 7 выпрямленияразмещены в измерительном зонде 9, Генератор 1, усилитель 2, контур 3 иантенна 4 соединены последовательно,,а приемная катушка 5 индуктивно связа на с колебательным контуром 3 и последовательно соединена с усилителем 6высокой частоты, блоком 7 выпрямленияи блоком 8 регистрации. Блок 8 регистрации содержит усилитель 10, регистра,тор 11 и блок 12 питания,Измерительный зонд 9 (фиг, 2) выполнен в виде диэлектрической трубки,13, торцы которой закрыты переднейзаглушкой 14 и задней заглушкой 15, 35,выполненной с отверстиями 16 и 17 длясоединительного кабеля и досылочнойштанги.Антенна 4 выполнена в виде двухдисков 18 и 19 различного . 40диаметра, установленных параллельно.Диаметр с 1 диска 18 выбирается из условия й,= (0,1-0,11)й, где й - диаметр шпура, а диаметр йдиска 19составляет й= 3 й,. Расстояние между дисками 1 = 0,5 АНа схеме расположения зонда (фиг.3)обозначены шпур 20, пробуренный в массиве 21 горных пород, эона 22 чувствительности антенны 4, трещины 23 и 5024, Зона 22 чувствительности антенны4, выполненной в виде двух параллельных дисков различного диаметра, представляет собой усеченный параболоидвращения, 55Устройство работает следующим образом.Зонд 9 плавно продвигают по шпуру20, пробуренному в горном массиве 21. От генератора 1 высокой частоты напряжение высокой частоты поступает на вход согласующего усилителя 2, а с еговыхода - на колебательный .контур 3. В последнем вырабатываются колебания высокой частоты, которые излучаются антенной 4. В приемной катушке 5 наводится напряжение, которое поступает на усилитель 6, а затем выпрямляется в блоке 7 выпрямления и поступает на вход усилителя 10, величина выходногонапряжения которого отображается регистратором 11. При попадании в зону 22 чувствительности трещины 23 (24) изменяется емкость антенны 4, что вызывает изменение напряжения на приемной катушке , которое отображается на регистраторе 11. Как видно из иг. 3, объем трещины (в зоне чувствительности) практически не зависит от пространственного положения трещи"ны. Чем меньше эона 22 чувствительности, тем большая, точность определениявеличины раскрытия трещин, Чем меньшедиаметр диска 18, тем меньше зона 22 чувствительности, однако при диаметре, меньшем 0,10, возрастает влияние, паразитной емкости монтажа на работу устройства. Это обусловлено уменьшением емкости антенны 4, а значит, и уменьшением ее влияния на колебательный контур 3 . Уменьшение диска 19 илиувеличение расстояния между дисками приводит к увеличению зоны 22 чувствительности, Увеличение диска 19 недает никакого эффекта. Уменьшение расстояния между дисками приводит к уменьшению зоны чувствительности, однако при этом возрастает постоянная составляющая емкости антенны, а ее изменение в зависимости от изменения диэлектрической проницаемости среды остается .прежним, что приводит к понижению помехоустойчивости устройства, увеличению влияния паразиткой емкости монтажа. Устройство позволяет повысить точность определения трещиноватости горных пород за счет снижения влияния угла наклона трещин на показания регистратора. Кроме этого, устройство позволяет определить такой параметр трещиноватости как пространственное положение трещины в исследуемом массиве. Для этого необходимо провести три из-, мерения в одном шпуре, поворацивая каждый раз зонд на 120, а затем поФормула изобретения Составитель К. Лык. Йрковефкая Техред М;Дидык Редактои оррект ароши Тираж 391 рственного комитета,по из113035, Москва, Жт 35, те щ е и т и вее т и е а а а Вакаэ 479ВНИИПИ Гос одписн ерытиям при ГКНТ ССС етениям и отшская наб. 4/еттететиви еет вавитиеват иеПроизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина,1р154497 трем измерениям можно определить про" странственное положение трещины,В результате использования устройства возможно получить более объективную и большую по объему информацию5 о трещиноватости горных пород. 1 ОУстройство для определения трещиноватости горных пород, включающее последовательно соединенные генератор 16высокои частоты, согласующий усилитель, колебательный контур и антенну, приемную катушку, последовательно соединенную с усилителем высокой частоты, блоком выпрямления и блоком регистрации, при этом приемная катушка индуктивно связана с колебательным контуром, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, что, с цепью повышения точности определения, антенна выполнена в виде двух параллельно установленных дисков различного диаметра.6