Способ контроля состояния горных пород

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 09 (10 А С 39 0 Е ИЗОБРЕТЕНИЯ ОПИС Н АВТОР ВИДЕТЕЛЬСТВУ тической эмиссии с заданными, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения точности контролясостояния горных пород за счет совмещения зон контроля по параметрамперемещения и акустической эмиссии,реперы и датчики акустической эмиссии устанавливают поочередно вдольоси шпура, причем расстояние 8 меж-ду датчиками акустической эмиссиивыбирают иэ соотношения или а расакуст. междуженнымэмисс о- ой Ч2Ч - скоростьпороде;С - длительн гд ругих во ременной эо с запрета;- максимал ный размер з на плоскости осн шнура и ез репер; е между репе нтро н альн хоящей чер асстояни ми. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(71) Московский ордена Трудового Красного Знамени горный институт (72) В. С, Ямщиков, Л. Л. Павлов, А. С. Вознесенский и С. Ю. Гавр (53) 622.235(088.8)(56) Авторское свидетельство СССР У 623968, кл. Е 21 С 39/00, 1976.Авторское свидетельство СССР В 877008, кл. Е 21 С 39/00, 1980. (54)(57) СПОСОБ КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД, включающий измерение .параметров перемещений реперов относительно друг друга, установленных в шпуре, измерение параметров импульсов акустической эмиссии дат чиками, установленными в шпуре, формирование временной эоны запрет при этом начало формирования временной зоны запрета совмещают с на чалом импульса акустической эмиссии одного из указанных датчиков, совмещают с началом формирования временной зоны запрета, сравнивают величины продольных перемещений 1 реперов и параметры импульсов акустояние Й между датчиком ческой эмиссии, расположе реперами, и репером, распмежду датчиками акустиче и, выбирают из соотношениИзобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для контроля устойчивости целиков и кровли горных выработок, в особенности устройствами с беспровод ной передачей показаний из точек контроля.Цель изобретения " повышение точиостй контроля состояния горных пород за счет совмещения зон контроля по параметрам перемещения и акустической эмиссии.На фиг. 1 изображена. схема установки в шнуре перепров и датчиков акустической эмиссии; на фиг, 2 - 15 временные диаграммы, поясняющие работу канала регистрации импульсов акустической эмиссии.В шпуре 1, пробуренном в массиве 2 горных пород, установлены репера 3 и 4 и датчики 5 и 6 акустической эмиссии. Зона 7 контроля по параметрам акустической эмиесии ограничена поверхностью 8 гиперболоида враще-, ния. Зона 7 контроля по параметрам акустической эмиссии снизу ограничена поверхностью 9 кровли или целика, где находится шпур 1. Зона контроля по перемещениям (не показана) находится в области между 33 реперами 3 и 4. Один репер 3 устанавливается близко к устью, другой репер 4 - в глубине шпура. Расстояние между реперами 3 и 4, являющееся глубиной зоны контроля, равно , расстояние между репером 4, расположенным между датчиками 5 и 6 акустической эмиссии, и датчиком 5 акустической эмиссии, расположенным между реперами 3 и 4, равно о , а 43 расстояние между датчиками 5 и 6 акустической эмиссии равно 3 .В массиве 2 горных пород существуют трещины 10, находящиеся в зоне 7 контроля по параметрам акустической. эмиссии, и трещины 1 1, находящиеся вне зоны 7 контроля по параметрам акустической эмиссии. На временной диаграмме 12 показан импульс 13, регистрируемый датчиком 5 акустической эмиссии, расположенным между реперами 3 и 4, На временной диаграмме 14 показан импульс 15, регистрируемый другим датчиком 6 акустической эмиссии когда трещина 11 55 находится вне зоны 7 контроля по параметрам акустической эмиссии, На временной диаграмме 16 показан импульс 17, зарегистрированный тем же датчиком 6 акустической эмиссии, когда трещина 10 находится в зоне 7 контроля по параметрам акустической эмиссии. На диаграмме 18 показан импульс 19 временной зоны запрета,Способ контроля состояния горных выработок осуществляют следуюшим образом.В шпур 1, пробуренный иэ горной выработки в массиве 2 горных пород, устанавливают датчик 6 акустической эмиссии. Исходными данными для определения глубины установки датчика 6 акустической эмиссии являются параметры требуемой эоны 7 контроля, такие как глубина и и максимальный размер 1. границы эоны контроля на плоскости, нормальной к оси шнура и проходящей через репер. Эти параметры определяются из технологических требований, так ь определяется пролетом кровли, а и мощностью возможного обрушения, Кроме того, предварительно йа образцах определяется скорость Ч упругих волн в породе, и должна быть известна длительность 1 временной зоны запрета, которая определяет" ся быстродействием устройств (не показаны), осуществляющих обработку импульсов акустической эмиссии. При большом их быстродействии величина 1 имеет меньшее значение. При этом датчик 6 акустической эмиссии устанавливается в шпур на глубину, равную 1+И-Й, от устья скважины, где параметр 1 определяют из требуемой глубины зоны контроля, а параметры 1 и .1. из предлагаемых соотношений на основании значений параметров 1,7.Затем на глубину 1 устанавливают репер 4, а на глубину 1 - с 1 устанавли" вают датчик 5 акустической эмиссии. Репер 3 устанавливают вблизи устья шпура 1. Датчик 5 акустической эмиссии соединяют с цепью запуска формирователя (не показаны) временной зоны запрета, так что кача" ло импульса 19 временной эоны запрета совпадает с началом импульса 13, регистрируемого датчиком 5 акустической эмиссии, расположенного между реперами З.и 4, При появлении в зоне 7 контроля массива.2 горных пород трещины 10 акустический сигнал регистрируют датчиками 5 и 6 акустической эмиссии, а изменение дефор3 12 мированного состояния горных пород регистрируют путем контроля взаимного перемещения реперов 3 и 4 один относительно другого, Если же трещина 11 появляется вне зоны 7 контроля, акустические сигналы попадают во временную зону запрета и их не регистрируют, а изменения деформированного состояния пород незначительны и их также не регистрируют. Интенсивный процесс трещинообразования в кровле, предшествующий ее обрушению, характеризует опасное состояние пород и его регистрируют как датчиками 5 и 6 акустической эмиссии, так и в результате смешения реперов 3 и 4. После измерения значений параметров акустической 13194эмиссии (частота следования, энергияимпульсов или др,) и значенийпараметров продольных перемещенийреперов один относительно другого(величина перемещений, их скорость,ускорение или др.),. в многомерномпространстве параметров, разделенномна области состояния массива горныхпород (например, области устойчи вых, критических и опасных состояний), определяют точку, соответ-ствующую полученным значениям параметров в результате чего определяютобласть и состояние массива горных 15 пород, соответствующие эфгим значениям параметров. Такая идентификациявозможна, так как эоны контроля попараметрам акустической эмиссии ипо параметрам перемещений совпадают./ 4 Тираж 470 ПодписноВНИИПИ Государственного комитета СССР ио делам изобретений и открытий3035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/ Заказ У 62 4 Филиал ППП "Патент"г. Ужгород, ул. Проектная, 4