Способ определения состояния горной породы и устройство для его осуществления

(19) 51) 4 Е 21 С 39/00 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(56) Ямщиков В. Г. Методы и средсгна исследования и контроля горных пород и процессов. М.: Недра, 1982, с. 205 - 208.(54) СНОСОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГОГТОЯНИЯ ГОРНОЙ ПОРОДЫ И УСТРОЙСТВОДЛЯ ЕГО ОСУ 1 ЦЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретессие относится к сорной промти и предназначено для прогноза динамических проявлений горной породы, Цельизобретения - понышение надежности определения состояния. Предварительно оценивают напряженное состояние горной породыпутем определения обсцего кол-ва сигцалон(С) разрушения ца заданный интервал времени. Разделяют С на одиночные и групповые. Регистрирукп кол-во одиночных или групповых С. По соотношению между общим кол-вом С и одиночных или групповых С судят о состоянии устойчивости. При этом ио уменьс)гению доли одиночных или уве.сичецию доли групповых С в общем кол-ве С определяют снижение устойчивости горной породы. Для реализации способа используют устройство, содержащее последовательно соединенные датчик 1, фильтр 2, усилитель,3, формирователь (Ф) 4 входного С, счетчик 5, таймер 6, счетчик 7 одиночньсх сигналов, селектор 8 одиночных С. Последний состоит из первого 9 и второго 13 Ф строба, счетчика 1 О контрольного времени, элемента НЕ 11, первого 12 и второго 5 элементов И и триггера 4. Датчик 1 преобразует С разрушения в электрические С, которые поступают через фильтр 2 и усилитель 3 на вход Ф 4, формирующий из каждого С разрушения прямоугольный импульс. Он поступает на счетчик 5 и ца селектор 8. При этом Ф 9 формирует в момент окончания выходного импульса с Ф 4 короткий строб-импульс, ссоступаюссгий на вход установки в О счетчика 10. 2 с. и 2 з. и. ф-лы, 2 ил.Изобрегецие относится к исследованию напряженного состояния и свойств горных пород геофизическими методами и может быть применено в горшй промышленности при изучении и прогнозе динамически.с проявлений горного давленияЦелью изобретения является повышение надежцскги определения ссктояния горной породы.На фиг. 1 представлена блок-схема устройства, редлизуюньег нрсдлдгяемый способ; ца фиг. 2 - временнье диаграммы сигналов в следуюцих тнкях блок-схемы: а выход усилителя 3; 6 выход формирователя 4 входного сигнала; и выход первого формирователя) стробд; г - выход счетчика 1 О контрольного времени; ) выход элемента 11 НЕ;выход нервоп эдементд 2 И; ж выход вспрого формировдте 1 я 13 стробд; з выход три герд4, и выход второго элемент 15 И.стройство д 1 Я ОнредГени 5 состОЯниЯ горной нороды включает нкледовдтельцо соедицецные датчик 1, фильтр 2, усилитель 3, формирователь 4 входного сигналя, счетчик 5 Обн 1 его кол ичествд си н ялов, таймер (, счетчик 7 одиночных сигнали, селектор 8 одиночных сигцсгОв, нричсм вход и выход селекторд 8 одишнцых сигналов соединены, соотвстственцо, с выходом формирователя 4 вхо;1 ноп сигнала и входом счетчика 7 оди- НОЧ Н Ы Х сИ Н д.ОВ, у 1 р 1 Н,1 Я К)цИ й В ХО,1 КОТО- рого нодклкнен ко второму выходу тймерд 6.С:сэсктор 8 днцснцых сигца.цв содержит цервый фс)рлировдте,ь ,) стробя, счетчикд 10 коцтрольноп нрсмеци, элемент 11 НЕ, первый элемент 2 И, вторсй форлировдтель 13 сробя, григгср 14 и второй элемент 5 И, цричем вход первого элемента 12 И являстся вхс;1 ом селектора 8 и соединен со входол щрвсго формирователя Ч срсба, выход кс)1 рого нодклкнец к в.со:1 у счетчика О контрольного врсмсци, выход которого соединен с первым входол второго элемента 5 И, вхо;1 ом второго формирователя 3 стробд и входом элемента 11 НЕ, выход которого цодкгк)чен к церволу входу первого элемента 12 И, выход которого соединен с вторым входом триггера 14, первый вход которого подключен к выходл второго формирователя 13 строба, а вьход соединен с вторым входом второго элемента 15 И, выход которого является вьходм селектора 8.Способ осуцествлякт следукН 1 им образом.Под воздействием давления в горной пороле происходит ее разрушение и образование микротрещин, которые сопровождаются излучением акустических и электромагнитных сигналов (акустическая и электромагнитная эмиссия). Для оценки цапря. женного состояния горной породы определяют общее (суммарное) количество сигналов разрушения зд заданный интервал времени У. Однако цри одном и том же напряженном состоянии степень удароопасности горной породы может быть различна.Это зависит от ее механических свойств и структуры. При более высокой стеиени ударооцасности снижается устойчивость горной породы, и процесс образования групповых сигналов разрушения растет, д количество одиночных сигналов уменьшается.Таким образом, для опенки устойчивости состояния горной породы сигналы разделяют на одиночные и грушовые, определяют количество одиночных Юили груцповых сигналов М, а затем оценивают долю одиночных или групповых сигналов в общем коли честве сигналов, например, соотношениямиЮ/М, или М/%,. Причем но уменьшению доли одиночных или увелнчсцию доли групповых сигналов в бццм количестве сигналов онределяк)т сциж цис устойчивости горСй породы.20 Устройство работдег следуюсцим образом.Датчик 1 преобразует сигналы разрушения (например, вкусНчсскис и электромагнитные) в электрическис сигналы, которые через фильтр 2 и л игисгь 3 ностунают 25 нд влдд фо)мировят.ля 4 выходного сигца 1 д.Последний из каждого сигнала разрушения (диаграмма а) формирует нрямоупльный имллльс (диГрамм 6) . с вьхода формировдтеля 4 импульсы ностундк)т на вход счетчика 5 Обнсго количества сигналов и З 0 нд вход селектора 8 О,1 иночных сигналов.Первый формироватегь 9 строба в момент окончания выходного импульса формировагеля 4 формирует короткий строб-импульс (:1 иягрдмма и), который поступает ца вход установки в О счетчика 10 контрольного З 5 времени. Счетчик 10 контрольного вреленипосле окончания каждого строб-импульса, поступающего на его вход, устанавливается н О и начинает отсчитывать время. Если промежуток времени между двумя соседними строб-импульсами больше контрольного 40 времени 1, то счетчик О, досчитав доформирует на своем выходе потенциал лог.1, который будет сохраняться до прихода следующего строб-импульса (диаграмма г).В момент изменения состояния выхода счетчика 10 из 1 в О второй формирователь строба 13 формирует строб-импульс установки триггера 14 в 1 (диаграмма ж).Таким образом, триггер 14 будет устанавливаться в состояние 1 после окончания некоторого сигнала разрушения в том случае, 50 если в течение промежутка времени, большего , до прихода этого сигнала других сигналов не регистрировалось (диаграмма з).Данный сигнал будет одиночным, если следующий сигнал поступит через промежуток времени, больший . В этом случае в момент 55 цостуцления сигнала (диаграмма б, точка 1)на первом входе первого элемента 12 И будет действовать потенциал лог. О (диаграмма , первый элемент 2 И будет закрыт, 1348516и сигнал с выхолс формирователя 4 це по. ступит через первый элемент 12 И на второй вхол (установки в О) триггера 14. Таким образом, вгорой элемент5 И будет открьт, и сигнал с выхола счетчика 10 контрольного времени через второй элемент 15 И поступит на вход счетчика 7 одиночных сигналов.В том случае, когла некоторый сигнал поступает через промежуток времени, меньший 1 после прелылуцего сигцала (лиаграмма 6, точка 2), первый элемент 12 И оказывается открытым, и сигнал с выхола формирователя 4 поступает на второй вхол (установки в О) триггера 14 (лиаграмма е), Сигнал лог. О с выхода триггера 14 закрывает второй элемент И 15, и сигнал с выхола счетчика 1 О контрольного времени не прохолит на нхол счетчика 7 одиночных сигналов.Величица 1, выбирается путем пронелеция сравнительных исслеловаций на улароопасных и цеулароопасных участках массива горных порол.Таймер 6 с,ужит лля остановки счетчиков 5 ц 1 О псцлс окончания времени измеренияВ качестве конкретного примера приме. пения ланцого способа рассмотрим его использование в условиях Доценкоо угольного бассейна, гле применяется способ снижения удароопас ности горных порол, окружающих выработку, путем провеления защитной выработки цо вышележащему пласту.Оценку эффективности данного мероприятия осушсствляют следующим образом. При исцогьзсвции предлагаемого способа в выработке нижележагцего пласта проводят измерения интересующего параметра.Например, замеренное обцее количество сигналов разрушения за время измерения 10 миц составляет Л=120, а количество олиночцых сигналов - А=70, цри этом Лв в "- = 1,7. 1 осле провеления мероприятия Лпо снижению улароопасцости измерения проволят повторно. Например, при том же времени измерения получают Лl= 118, Л= =90 Л/А,=1,33.Таким образом, после проведения мероприятия величина параметра Лостается практически ца том же уровне,а величина отношения Л/Лl, снижается (состояние горной породы стало более устойчивым), что говорит о снижении степени удароопасности. формула изоретения1. Способ определения состояния горнойпоролы, основанный ца опенке напряженного состояния путем опрелеления общего количества сигнала разрушения за заданный интервал времени, отличающийся тем, что, с целью повышения належности определения состояния, разделяют сигналы на одиночные и групповые, регистрируют количество оли ночных или групповых сигналов, и по соотношению между обцим количеством сигна.лов и сигналов одиночных или групповых определяют состояние устойчивости.2. Способ по и. 1, от.ичающийгя тем, чтопо уменьшению доли олиночных или увеличс цию доли групповых сигналов в общем ко.ичестве сигналов определяют снижение устойчивости горной поролы.3. Устройство для опрелеления состояния 20 горной породы, включающее последовательно соединенные датчик, фильтр, усилитель, формирователь входного сигнала и счетчик обцего количества сигналов, управляющий вхол которого подключен к первому выходу таймера, отличающееся тем, что оно снабжено счетчиком одиночных сигналов и селектором одиночных сигналов, причем вход и выход селектора одиночных сигналов соединены соответственно с выходом формирователя входного сигнала и входом счетчика З 0 олицочных сигналов, управляющий входкторого подключен ко второму выходу таймера.4. Устройство по и. 3, отличающеегя тем,что селектор одиночных сигналов содержит первый формирователь строба, счетчик контрольного времени, элемент НЕ, первый эле.мент И, второй формирователь строба, триггер и второй элемент И, причем вход первого элемента И является входом селектора и соединен с входом первого формирователя 40 строба, выход которого полключен к вхолусчетчика контрольного времени, выход которого соединен с первым входом второго элемента И, входом второго формирователя строба и входом элемента НЕ, выход которого подключен к первому входу первого 4 элемента И, выход которого соединен с вторым вхолом триггера, первый вхол которого полключен к выходу второго формирователя строба, выход соединен с вторым входом второго элемента И, выход которого является выходом селектора.(,осганитель 1 екрел 11 Вер Тираня 452 нного комитета ГЛК,РМосква, Ж 35, Раун графическое прелприя Корректор .1.ага й 1 олиисное бретений и открытий ол, ма, 1 роектная