Способ прогноза разрушения горных пород

союз советскихСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 1)5 Е 21 С 39 0 ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ О С ЛЬСТ У В КОМУ СВИДЕТЕ АВТ Рарин нтрол йоро иссии упра рудни осится к горному делу зовано для контроля горных пород при из- нно-деформированноИзобретение отн и может быть испол разрушения массива менении его напряж го состояния. гается тем, что соразрушения горму регистрацию в(71) Институт горного дела СО АН СС(56) Ковалев О.ВМещеряков В,В, Кои прогнозирование состояния горныхпо параметрам электромагнитной эм- В сб.; Контроль, прогнозирование иление состоянием пород в калийныхках.-Л.: ВНИИГ, 1985, с.3-10.Авторское свидетельствоМ 1562449, кл, Е 21 С 39/00, 1988,Известен способ прогно горных пород, включающий р времени импульсов электро лучения и измерение их ампчества,Недостатком этого спосо что количество импульсов не значным параметром, опред цесс разрущения породы. Т мрамор при нагружении изл количество импульсов, в том частоты, а хрупкие горные и гружении излучают небольш импульсов, но тем не менее шаются,за разрушения егистрацию во магнитного излитуды и колиба являетЧя то, является одноеляющим проак, например, учает большое числе высокой ороды при наое количество быстро разру(64) СПОСОБ ПРОГНОЗА РАЗРУШЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД(57) Изобретение относится к горному делу, в частности к способам. контроля и прогноза разрушения горных пород при измене-. нии их напряженно-деформированного состояния. Непрерывно во времени регистрируют импульсы электромагнитного излучения, Выделяют максимальную спектральную составляющую импульсов и измеряют ее амплитуду. Определяют скоростьизменения амплитуды данной составляющей во времени. Регистрируют минимальное значение скорости и по моменту его возникновения определяют приближение процесса разрушения. 1 табл. Наиболее близким к предлагаемому яв-Я ляется способу прогноза разрушения горных пород, включающий регистрацию во времени электромагнитных импульсов (ЭМИ), определение частоты их максимума спектральной плотности, измерение амплитуды максимальной спектральной составляющей и определение скорости изменения амплитуды по времени и по частоте,Недостаток данного способа эаключа- О ется в том, что он не позволяет с высокой О 1 точностью определить момент времени, предшествующий разрушению и. следовательно, не пригоден для оперативного контроля.Цель изобретения - повышение точности прогноза путем определения приближения времени разрушения.Указанная цель дости гласно способу прогноза ных пород. включающе10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 течение некоторого времени импульсов электромагнитного излучения и определение скорости изменения амплитуды максимальной спектральной составляющей сигнала по времени, дополнительно регистрируют минимальное значение скорости изменения амплитуды максимальной спектральной составляющей сигнала по времени и по моменту его возникновения определяют приближение процесса разрушения,Перед разрушением горных пород в довольно короткий промежуток времени на фоне сформировавшейся зоны магистральной трещины, которой соответствует низкочастотная составляющая ЭМИ, возникает много микротрещин, которым соответствует высокочастотная составляющая спектра сигнала. В дальнейшем прорастает магистральная трещина разрыва и разрушается горная порода, чему соответствует последующее снижение величины максимальной спектральной амплитуды. Этому процессу соответствует переход окорости изменения максимальной спектральной амплитуды по времени через точку экстремума (минимальное ее значение) с последующим ее увеличением,Предлагаемый способ прогноза разрушения горных пород по сравнению с прототипом повышает точность прогноза за счет одновременного использования двух признаков приближения момента разрушения породы - по скорости изменения амплитуды максимальной спектральной составляющей сигнала, по времени и по минимальному значению этой скорости,В таблице представлены величины максимальных спектральных амплитуд, распределенные по времени для электромагнитного сигнала конкретной горной породы - мраморизованного известняка,Способ осуществляется следующим образом.В массивах горных пород, например, при проходке встречной выработки в ее эаЦое пробуривают опережающую скважину протяженностью, например, 8 м и устанавливают в нее датчик,ЭМИ, представляющий собой магнитную ферритовую стержневую антенну, По мере сближения забоев выработок в зоне целика между забоями возрастают напряжения в массиве пород, сопровождающиеся трещинообраэованием, Возникновение и развитие трещин влечет за собой излучение ЭМИ. которые регистрируются датчиками ЭМИ - антеннами и через усилитель подаются на вход анализатора спектра,На экране анализатора отражается спектральная характеристика зарегистрированного импульса (или серия импульсов). Например, в момент 11=20,95 мс регистрируется максимальная спектральная амплитуда А 1 макс спектр=981; в момент т 2=21,75 мс регистрируется максимальная спектральная амплитуда А 2 макс спектр=998. Скорость изменения максимальной спектральной амплитуды на отрезке времени Ь с 1 составляет Ч 1 т=21,25 м В/с, Аналогично проводят измерение последующих зарегистрированных импульсов, продолжая определять величины Аз макс спектрАп макс спектр и соответствуЮщив Врвмвна тэмакс спектр 1 п макс спектрЗатем определяют соответствующие скорости изменения максимальной спектральной амплитуды: Ч 21=13 3; Чзс=3,1; ЧУ=36,3; Ч 5 т=65,26, Из полученных данных видно, что в начале регистрации процесса разрушения скорости изменения максимальной спектральной амплитуды по времени уменьшаются с величины Ч 1 т=21,25; Ч 2 т=13,3 до Чзт=.3,1; а затем постепенно увеличиваются до Ч 4 т=36,3; Чбт=65,26 и т,д. По уменьшению скорости изменения максимальной спектральной амплитуды ЭМИ по времени и достижению минимального значения этой величины, а также последующему ее росту судят о начале процесса разрушения горной породы.Предлагаемый способ прогноза разрушения горных пород повышает точность прогноза; увеличивает достоверность прогноза; повышается оперативность прогноза,Формула изобретения Способ прогноза разрушения горныхпород, включающий регистрацию вовремени импульсов электромагнитного излучения, измерение их амплитуды и определение скорости изменения амплитуды максим альной спектральной составляющей импульсов во времени, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности прогноза, дополнительно регистрируют минимальное значение скорости изменения амплитуды максимальной спектральной составляющей импульсов и по моменту его возникновения определяют приближение процесса разрушения.84 В в в е в ев егегеаа аеа ваееаееввгевеа еее Составитель Ю.ЛупичеваТехред М.Моргентал ктор М.Максимишине р Л.Пчолинская ак каз 2063 ВНИИП при ГКНТ водственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 о 15;87 16. 09 16,19 16 37 6,51 16.64 16.83 17 00 17 14 1730 17,46 17.61 17, 78 17.91 18,10 18,20 18,41 18,62 18,73 18.86 19 05 19,19 19. 37 19.50 19.68 19,83 20, 00 20,15 21,75 21,90 2 г,03 22,22 22,38 22,5422,6822.8622.91 2317 23.25 23,49 23.71 23 е 81 2393 24.13 24.28 Тираж ПодписноеГосударственного комитета по изобретениям и открыти113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4(5