Устройство для определения степени удароопасности горных пород по акустической эмиссии

СОЮЗ СОВЕТСНИХ СОЦИДЛИСТИЧЕСНИ ОПУБЛИ Н ОМИТЕТ СССР ЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙГОСУД дРСТВЕНН ПО ДЕЛдМ ИЗОВ пер к входу ю щ е е плитудного с которого по входов а вый выхо ключен и ч а блока сче с я тем, товерност в устройс ко что, с целью повыш определения удароо во введены порогов ния до сасности,элемент,счеляемой енераторподключе остям пульс к сче и геро го элемент ИЛИ в выход кото ным входам с управляемой ыход усилите т соединен с ка с ограничетчик с огранич тями, при пороговый обнуления нойтомлеме емкосля чер входо н ной счетч емкостью, вых со своим вход "Запрет" счет костью и с пе ИПИ, выход ко обнуления сче костью и с др ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИИПОРОД ПО АКУС- ержащее посленые датчик упруи усилитель, ен содним из тудного селек торого соедин счетчика с уп ОПИСАНИЕ ИЭОБР АВТОРСКОМУ СВИДЕ П":(71) Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт горной геомеханик и маркшейдерского дела(56) 1. Патент ЧССР У 402840, кл; С 01 Ч 1/24, опублик. 1979.2. Ро 11 о 1 с А.А. Асоизй 3.с ещзздоп , АсоазСс едаззхоп ашр 11.Шйез. Топ-дезйгасстче йезсп 8, 1973,ъ.о 1,6 В 5, р. 264-269 (прототип).(54) (57) УСТРОЙСТВОУДАРООПАСНОСТИ ГОРНЫХТИЧЕСКОИ ЭМИССИИ, содовательно соединенгих колебаний, фильтвыход которого соеди кис ограниченнои и управд которого соединенм Запрет", с входомика с управляемой емвым входом элементасрого соединен с входомчика управляемой емгим входом амплйора, второй выход кон.с управляющим входомавляемой емкостью.11214Изобретение относится к горнойпромышленности и может быть использовано для прогноза горнык ударовпри пддземной разработке месторождений полезных ископаемых.Известно устройство для регистра.ции акустической эмиссии горных пород, содержащее последовательносоединенные датчик, усилитель,Фильтр, усилитель, Формирователь срегулируемой постоянной времени исчетчик 1.Недостатками устройства являютсяизмерение акустической эмиссии поодному амплитудному уровню и малаядостоверность измерений, обусловленная тем, что при малой величине постоянной времени формирователя происходит его многократное срабатывание на один импульс эмиссии, а прибольшой величине не обеспечиваетсявыделение часто следующих импульсовакустической эмиссии.Наиболее близким к изобретениютехническим решением является устройство для определения степени удароопасности горных пород по акустической эмиссии, содержащее последовательно соединенные датчик, предусипитель, фильтр, усилитель, амплитудный селектор, блок счетчиков 2 з.30В известном устройстве производится амплитудный анализ не актов акустической эмиссии, а превышений входным сигналом пороговых уровней амплитудного селектора. В зависимости от З 5амплитуды импульса эмиссии и егодлительности срабатывает несколькопороговых элементов амплитудногоселектора от одного импульса эмиссиии все превышения суммируются счетчиками. Это не позволяет получать инФормацию об амплитудном распределении актов эмиссии. В результате необеспечивается достоверное определение удароопасности участков массивапород.Целью изобретения, является повышение достоверности определенияудароопасности,Поставленная цель достигается 50тем, что в устройство для определения удароопасности горных пород поакустической эмиссии, содержащеепоследовательно соединенные датчикупругих колебаний, Фильтр и усилитель, выход которого соединен содним из входов амплитудного селектора, первый вьмод которого подклю 31 2 чен ко входу блока счетчиков, введены пороговый элемент, счетчики с ограниченной и управляемой емкостями, элемент ИЛИ и генератор импульсов, вьмод которого подключен к счет ным входам счетчиков с ограниченной и управляемой емкостями, при этом выход усилителя через пороговый элемент соединен со входом обнуления счетчика с ограниченной емкостью, выход которого соединен со своим входом "Запрет", с входом "Запрет" счетчика с управляемой емкостью и с первым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен со входом обнуления счетчика с управляемой емкостью и с другим входом амплитудного селектора, второй выход которого соединен суправляющим входом счетчика и управляемой емкостью.Введение дополнительных элементов позволяет, с одной стороныповысить разрешение часто следующих импульсов акустической эмиссии и проводить анализ их амплитудного состава, а с другой стороны, устройство позволяет проводить амплитудный анализ и импульсов, которые частично накладываются друг на друга. Это обеспечивает получение более точной информации об амплитудном распределении актов эмиссии и более достоверное определение степени удароопасности участков массива горных пород.На фиг . 1 представлена блок-схема устройства; на фиг, 2 - блок-схема амплитудного селектора.Устройство состоит из последовательно соединенных датчика упругих колебаний 1, предусилителя 2, фильтра 3, усилителя 4, амплитудного селектора 5, блока счетчиков 6, последовательной цепи, состоящей из порогового элемента 7, счетчика 8 с ограниченной емкостью, счетчика 9 с управляемой емкостью, элемента И 3 Ж 10, а также генератора 1 1 импульсов, выходы которого подключены к соответствующим счетным входам счетчиков 8 и 9.Амплитудный селектор 5 (см.фиг.2) состоит из последовательно соединенных порогового элемента 12, счетчика 13, блока 14 элементов запрета, а также формирователя порогового уровня 15 и генератора 16 импульсов.Устройство работает следующим образом.Датчик 1 преобразует упругие импульсы акустической эмиссии в элект3 11 рические сигналы, которые после предварительного усипения в усилителе 2, фильтрации в фильтре 3 и усиления в усилителе 4 одновременно поступают на амплитудный селектор 5 и на пороговый элемент 7. В амплитудном селекторе 5 при превышении входным сигналом порогового уровня элемента 12 происходит его срабатывание и разрешение счета счетчика 13, который первым же импульсом с генератора 16 перейдет в следующее состояние и, с одной стороны, выдает разрешающее напряжение на соответст" вующий элемент запрета блока 14, а с другой стороны, изменение состояния счетчика 13 приведет к изменению напряжения на выходе формирователя порогового уровня 15, что переведет пороговый элемент 12 в исходное состояние, В результате этого счетчик 13 запоминает максимальную амплитуду входного импульса акустической эмиссии и разрешает прохождениестроб-импульса по входу С через соответствующий элемент запрета блока 14 на соответствующий счетчик блока б. Формирование строба осуществляется блоками 7-11.При отсутствии импульсов акустической эмиссии пороговый элемент 7 находится в нулевом состоянии, При этом будет происходить счет тактовых импульсов генератора 11 счетчиком с ограниченной емкостью счетчика 8 и счетчиком с управляемой емкостью счетчика 9. После заполнения счетчика 8 на его выходе появится единица,которая запретит счет счетчикам 8 и 9, а через элемент ИЛИ 10 обнулит счетчик 9 и пройдет на амплитудный селектор 5. Однако через элементы запрета блока 14 единица не пройдет, поскольку на их вторых входах будет запрещающий уровень (импульс эмиссии отсутствует).При поступлении импульса акустической эмиссии каждый положительный полупериод колебаний в импульсе при превышении порогового уровня элемента 7 будет переводить его на время21431 5 10 15 20 25 36 35 40 45 50 превышения в единичное состояние.Возникающая на выходе 7 единица будетобнулять счетчик 8. Во время каждогоотрицательного полупериода колебаний в импульсе эмиссии счетчик 8.будет считать импульсы генератора 11.По окончании импульса акустическойэмиссии произойдет заполнение счетчика 8 с ограниченной емкостью и наего выходе появится единица, которая запретит счет счетчикам 8 и 9,ачерез элемент ИЛИ О пройдет на амплитудный селектор 5.,При наложении двух и более импульсов эмиссии на выходе счетчика 8 непоявится единица, пока не кончитсяпоследний из наложившихся импульсов.В этом случае импульс появится навыходе счетчика 9. Причем емкостьсчетчика управляется амплитуднымселектором, и тем больше, чем большемаксимальная амплитуда импульса эмиссии.Таким образом, строб"импульс формируется на выходе элемента ИЛИ 10в двух случаях. Во-первых, строб возникает по окончании импульса эмиссии,если между его окончанием и приходомследующего импульса проходит времябольшее, чем наибольшая длительностьполупериода колебаний в импульсеэмиссии. Во-вторых, строб возникает,если после начала импульса эмиссиипроходит время большее, чем возмож"ная длительность акта эмиссии. Причемэто время устанавливается автоматически в зависимости от максимальнойамплитуды импульса эмиссии.В целом, устройство позволяет повысить точность определения амплитудного состава актов акустической эмиссии и тем самым повысить достоверность определения удароопасностиучастков массива горных пород,Использование предлагаемого устройства может дать экономический эФфект за счет более достоверного определения удароопасности, что позволитуменьшить объем работ по приведениювыработок в неудароопасное состояние.1121431 Составитель И. Назаркинактор А. Долинйч Техред С,Мигунова Корректор Л. Пилипенко Патент", г . Ужгород, ул. Проектная, 4 26 Тираж 564 ВНИИПИ Государственногпо делам изобретений 13035, Москва, Ж, Ра Подписноеомитета СССРоткрытийкая наб., д, 4/5