Способ локации тектонических нарушений угольных пластов из забоя горной выработки

(я)5 6 01 Ч 1/О КОМИТЕТИ ОТКРЫТИЯМ ГОСУДАР СТО ЕННПО ИЗОбРЕТЕНИПРИ ГКНТ СССР ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 25 ики АН Н.В Ку ЧЕСКИХ ТОВ ИЗ дам геоиспольяввы до АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Институт геотехнической мехУССР(56) Авторское свидетельство СССйг 960699, кл,б 01 Ч 3/08, 1982,Авторское свидетельство СССйг 1157492, кл.О 01 Ч 1/00, 1985(54) СПОСОБ ЛОКАЦИИ ТЕКТОНИНАРУШЕНИЙ УГОЛЬНЫХ ПЛАСЗАБОЯ ГОРНОЙ ВЫРАБОТКИ(57).Изобретение относится к метфизической разведки и может бытзовано в горной геофизике, Целью Изобретение относится к способам геофизической разведки и может быть использовано в горной геофизике.Цель изобретения - снижение трудоемкости способа и повышение достоверности локации тектонических нарушений.Способ основан на регистрации каналовой сейсмической волны, возбужденной в угольном пласте и отраженной от исследуемого тектонического нарушения, и электромагнитной волны, индуцированной в результате сейсмоэлектрического эффекта горных пород в момент взаимодействия каналовой волны с тектоническим нарушением, При этом частотные характеристики обеих волн в месте генерации отраженной сейсмической волны и индуцированной ею электромагнитной волны будут одинаковыми. Поскольку скорости распространения 5 О.1603318 А 1 ляется снижение трудоемкости способаповышение достоверности локации текто.нических нарушений. В угольном пластвозбуждают упругие колебания, регистрируют отраженные каналовые сейсмическиволны и возбужденные ими в тектоническомнарушении электромагнитные сигналы, Дл повышения помехоустойчивости регистрацию полезных сигналов начинают через время тз2 й / чэ, где чэ - скорость поперечных волн в угле, и - высота горной выработки, по времени распространения электромагнитных колебаний Лсэм прогнозируют время Лтк прихода сейсмической волны и в случае оправдываемости прогноза по величине Лтк определяют расстояние до тектонического нарушения по сигналам направленных приемников электромагнитных колебаний и егс координаты,этих волн в среде отличаются на 5 порядков, то момент прихода Л 1 э.м электромагнитной волны можно использовать для прогнозирования момента прихода Лц отраженнзй каналовой волныЬтк=2 Жэ,м.Сейсмоэлектрический эффект у пород, находящихся в объемном напряженно - деформированном состоянии, при значениях напряжения 0,3 - 0,4 осж практически отсутствует, а размеры зоны неупругих деформаций сравнимы с мощностью пласта и (высотой выработки). Поэтому сейсмоэлектрический сигнал будет регистрироваться только от пород почвы и кровли, расположенных в объеме от контура выработки на глубину и. В худшем случае, если возбуждение упругих волн происходит вблизи поч (кровли), расстояние от пункта взрываГр,Обла.,т 1 пГрод кроли (иое 3 ы), иду. цирующих сейсмоэлектрический сигнал равно 2 Ь. Учитывая, что сейсмоэлектрический эффект возбуждается как продольными, так и гоперечными волнами, а также то, что скорость поперечных волн чя всегда меньше продольных, время распростране. ния упругой волны от пункта возбуждения до указанной границы равно 2 / ч т.е., начиная с какого-то момента времени 1 з 2 Ь / ч сейсмоэлектрический эффект, обусловленный породами почвы и кровли околовыработочного массива, не будет регистрироваться приемной аппаратурой.,Способ реализуется следующим образом,В забое горной выработки в пласте угля устанавливают приемники упругих колебаний, а в породах почвы - приемники электромагнитных колебаний, Приемники подключают к многоканальному регистратору, причем приемники электромагнитных колебаний - через устройство задержки, которое позволяет "вырезать" часть информации от момента взрыва в течение отрезка времени 2 с -Ч 530 ЛЬ =-2 Лтэ,м приемниками 10 ле узкой д 6 агр 3 млой аправленности. нагример магнитные ферритояые антенны, располагают по окружности в плоскости пласга, что позволяет опреде лить не только расстояние до нарушения, нои его координаты.Чтобы избежать ложного выделения каналовой волны, обусловленного суперпозицией прямой и отраженной волн, либо 10 размывом фазы Эйри при малой мощностипласта или меньшей по.сравнению с мощностью пласта амплитудой нарушения, приход каналовой волны прогнозируется по времени прихода электромагнитной волны, По скольку приемники электромагнитныхколебаний не чувствительны к сейсмическим волнам, а сейсмоэлектрический сигнал, поступающий от области неупругих деформаций вблизи выработки, "вырезан", 20 на регистратор поступает только сейсмоэлектрический сигнал, индуцированный каналовой волной в породах, слагающих нарушение, Учитывая, что время распространения электромагнитной волны от нару щения до приемника близко к нулю, времявступления канэлогой волны Ль определяют из условия40 45 50 Кроме того, посредством фильтра, подключаемого между приемниками и аппаратурой, осуществляют регистрацию информации в фазе Эйри (наиболее информативной области кэналовых волн), Частоту фильтра определяют по известным мощности пласта и скорости каналовой волны, В пласте угля возбуждают, например, посредством взрыва, упругую волну, которая распространяется как по пласту, так и по породам, Все типы волн, кроме канэловой в пласте очень быстро затухают. Каналовэя волна, достигнув нарушения, отражается и одновременно эа счет сейсмоэлектрического эффекта пород, слагающих нарушение,индуцирует электромагнитную волну с равной себе частотой, которая регистрируется приемниками электромагнитных колебаний, Кроме тектонического нарушения область относительно разгруженных пород(зона неупругих деформаций) существует также вблизи контура горной выработки, точнее от контура выработки на глубину, равную мощности пласта. Эта область также индуцирует электромагнитные колебания, которые, однако, "вырезаются"устройством задержки на время тз.Приемники электромагнитных колебэ .ний, облэдающле по сравнению с сейсмогде Лтэ - время от момента взрыва до прихода электромагнитного сигнала, и в случае прихода каналовой волны через интервал Л ь. судят о расстоянии до тектонического нарушения, а, используя информацию об электромагнитных колебаниях; и - о его координатах,Формула изобретения Способ локации тектонических нарушений у альных пластов из забоя горной выработки, включающий возбуждение и прием упругих вогн в угольном пласте, измерение времен вступления интерференционных каналовых волн в фазе Эйри, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью снижения трудоемкости способа и повышения достоверности локации нарушений, дополнительно во вмещающих породах размещают приемнлки электромагнитных колебаний направленного типа, регистрируют электромагнитный сигнал через промежуток времени тз2 Ь/ч от момента возбуждения, где ч - скорость поперечных волн в угле, й - высота выработки, выделяют электромагнитный сигнал с частотой фазы Эйри каналовых волн, измеряют время его вступления и определяют ожидаемое время вступления интерференционной каналовой волны Лтк и при выполнении условия Ль, 2 Л тз,м.,где Л ь. -1%3318 Составитель И.МасловРедактор, И,Касарда Техред М.Моргентал Корректор И.Муска Заказ 3383 Тираж 417 Подписное ВНИИПИ. Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 1,13035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 ин гервал времени от момента возбуждения упруой волны до вступления злектромагнитного сигнала, судят о расстоянии до тектонического наруоения и его координатах,