825947

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Свез СоавтсникСоциалистическихРеспублик п 825947(5 )М. Кл. Е 21 С 39/00 ВвудерстввиинВ квнитвт СССР ао делан иаввретвиий и еткрнтия(72) АвтоРы А. В. Докукин, А, И. Берон, Е, С. Ватолин и А. Б, Черняков изобретения 4) СПОСОБ ОБЕНКИ НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯМАССИВА сейсмический еский импульс Изобретение относится к способу оценки напряженного состояния массива, предназначенному для определения напичия иместопопожения аномальных напряженийв массиве горных пород на больших базах измерения без бурения исспедова- фтельских скважин.Известны способы оценки напряжений,юторые. основаны на свойстве горныхпород изменять под действием повышенных1 Онапряжений такие параметры, какскорость упругих волн и эпектричесюе сопротюпение11,Известен также способ оценки напряженного состояния массива, вкпючаюптийустановку сейсмоприемников на точкахпрофиля горной выработки, возбуждениесигнала и регистрацию кинематическихи динамических параметров сейсмическихюпебаний 21.Недостатком указанного способа является невысокая надежность и достоверность способа, так как изменение кинематических и динамических параметров упругих волн не позволяет однозначно определить, связано ли их изменение с напряженным состоянием или с анизотропией горных пород, кроме того, измер ния можно производить только параллельно обнажению массива горных пород.Бель изобретения - повышение надежности и достоверности оценки напряженного состояния.Поставленная цель достигается тем, что в указанных точках профиля устанавливают штыревые электроды и одновремен но с сейсмическими регистрируют сейсмоэпектрические колебания, а затем определяют время опережения сейсмоэлект рических колебаний относительно сейсмических и по нему оценивают напряженное состояние массива.На чертеже представлен график, отражающий качественную картину распространения сейсмических и сейсмоэлектрических сигналов.На графике обозначеныимпульс 1, сейсмоэлектрич5947 4рируется, а вне ее отсутствует, Упругийимпульс, распространяясь по оси х в положительном направлении, достигает;точки В, расстояние от которой доточки наблюдения Р равно 8 . В этотмомент сейсмоэлектрические колебаниярегистрируются в точке Р, а через время.- где Г - база прослежива10пия, аУ - скорость распространения упругих волн, в точку Р приходит сейсмическая волна.Поскольку размер 1 определяетсязаконом убывания амплитуды сейсмоэлектрического сигнала на основании уравнений Максвелла при граничном усло- вии (3 (г 1)р.у =0 и начальном условииИ (Р,(.) = 0=се, где Ц (,1) - пространст.:, цца-временное распределение сейсмо- Я,электрического сигнала, а. - эффектив-,ное зцагецие амплитуды сигнала в точке1 о исзц 1 кцовецггя, получают соотноше- ние М2, точка О начала отсчета, положениеВ импульса в конечный момент, базапрослеживания С- ОМ-ВР порог чувствительности аппаратуры с,Способ осуществляется следующим образом,На обнажении массива устраивают продольный (или непродольный) профиль, накотором размещают приемники сейсмггческих колебаний ( например.электродинамические), и в этих же точках устанавливаются штыревые электроды (положительные), в качестве второго электрода может быть использован один общий заземлитель, удаленный на достаточное расстояние от исследовательского профиля.Сигналы с сейсмоприемников и электродов подаются в измерптельцо-регистрирующий тракт, цацриг.1 ер ца магцптограф.,с которого и дапьцейшег сейсмоэлектри-.ческая мат нптограмма переписывается ввидимую форгду, С визуализирооаццой .". - .й:.смоэлектрограммы считывается времяприхода обоих типов колебаний и опреде-:ляется время Л 1 опережения сейсмоэлек 1рического сигнала относительно сейсг ического.Зля доказательства связи втэедеццогопараметра с напряженным состояниемрассмотрим процессы, происходятпие вгорной породе при прохождении упругогоимпульса. Как известно, в горных доро -дах происходят явления электризации поддействием упругих волн. Возникающеевследствие электризации электромагнитное поле , распространяясь со скоростью,в 10- 10 раз превышающей скоростьФзвука, должно было бы практически мгновенно быть зарегистрированным измери-тельной системой (при базе измерений,не превышающей 300- 400 м и разре=шающей способности аппаратурьг це выше0,1 м/с, что характерно для совремецной сейсмоакустической аппаратуры). Однако за счет того, что измерительнаяаппаратура имеет не бесконечно высокуючувствительностьначиная с некоторогоуровня сигнала, при котором 11(,1) ( М,где Ж - нижний порог чувствительности,полезный сигнал, ослабленный средой, невыделяется на фоне случайных помех.Поэтому на расстоянии ртаком, чтоОГ 1 ) ( М, где(Р - текущаяамплитуда сейсмоэлектрического сигнала,полезный сигнал не фиксируется.Таким образом, можно говорить о существовании зоны прослеживания полезного сигнала, внутри которой он регистсцг- р - маэ нитная проницаемость породы,г/м,кажущееся электрическое сопротивление породы, Ом и;Ьэ - ру овая частота процесса, сС - скорость распространения электроглагцитцых волн в породе, м/с. Форглула изобретения Способ опенки напряженного состояниямассива, включающий установку сейсмоТаким образом очевидно, что с уменьшенном Э уменьшается база прослеживания за счет более быстрого затухания 40сейсмоэлектрического сигнала, а это, всвою очередь, уменьшает величинус гитываемую с сейсмоэлектрограммы, чтои служит критерием изменения напряженного состояния массива.Технические преимущества . предлагаемого способа,по сравнению с известнымизаключаются в том, что он позволяет притех же трудозатратах, оперативности. идостаточной простоте реализации вестиизмерения под любым углом к плоско 50сти обнажения и получать более надежные результаты.Ко Тираж 627го комитета СССРй и открытий35, Раувска 66/32ИИПИ Государственнопо делам изобретен13035, МОсква, ЖЗаказВ одписн я наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г Ужгород, ул. Проектная, 4 5 825947 6 приемников на точках профиля горной вы- нему оценивают напряженное состояние работки, возбуждение сигнала и регистра- массива.цию кинематических и динамических параметров сейсмических колебаний, о т л и- Источники информации, ч а ю щ и й с я тем, что, с целью по-принятые во внимание при экспертизе вышения надежности и достоверности 1. Проскуряков В. М, Сейсмический оценки напряженного состояния, .в указан- метод исследования напряженного состояк ных точках профиля устанавливают штыре- ния массива горных пород. Туды ВНИМИ, вые электроды и одновременно с сейсми- т. 94, Л 1974, с. 21-29, ческими регистрируют сейсмоэлектричес 2, Савич А. И. и др, Сейсмоакустикие колебания, а затем определяют вре- ческие методы изучения массивов скальмя опережения сейсмоэлектрических ко- ных пород. Л., Наука, 1976,с.100- лебаний относительно сейсмических и по 103.