Устройство для контроля степени удароопасности горных пород

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 9) (11 1 С 3900 5 ННЫЙ НОМИТЕТНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ ГОСУДАРСПО ИЗОБПРИ ГНН ИЗОБРЕТЕН ПИ а АВТОРСН 79428/23-03(21) 42 (22) 08 (46) 0 (7) Н нение(72) Ю И,П,Ро ди ьство СССР 9/00, 986;НТРОЛЯ СТЕПЕНИ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОУДАРООПАСНОСТИ ГОРНЫХ ПОРОД . (57) Изобретение относится к горному делу, а именно к прогнозированию проявлений горного давления на основе оценки напряженного состояния горных пород, Цель изобретения - повышение точности, Устройство содержит чувствительный элемент 1, усилители 2.и 7 высокой и низкой частот, формирователь 3, счетчик 4, блок 5 обработки, индикатор 6, усилитель 7 низкой частоты, амплитудно-частотный детектор(Д) 8, селектор информационных сигналов (СИС), выполненный в виде регистра 9 сдвига, ключа 10, амплитуд" ного Д 1, генератора 12 и формирователя 13. В процессе работы усилитель 7 выделяет низкочастотные. сиг- ..налы ударов, а усилитель 2 - высокочастотные сигналы разрушения породы.Уровень выходного сигнала Д 8 пропорционален амплитуде и частоте повторения ударов, Выделение информационных сигналов осуществляет СИС путем временной привязки интервала измерения к моменту удара и его длительности. Длительность импульсовна управляющем входе ключа 10 соответствует длительности сигналов ударов, Момент начала этих импульсовне совпадает с моментом удара из-эанеравенства порога срабатывания формирователя 13 нуля, Для исключенияпропуска информативных сигналов СИСсодержит регистр 9 сдвига, управляе- фмый генератором 12, Частота импульсовгенератора 12 обратно пропорциональ";но вавионт от потенциала на выходеамплитудного Д 11, который преобразует амплитуду сигнала удара, Чем 3больше сигнал удара, тем меньше ошибка в моменте срабатывания формирователя 13 относительно фактического мо" фффффмента удара и тем ниже частота импульсов на выходе генератора 12. СИС Мобеспечивает повышение доли информа- Стивных сигналов в общем числе сигна ювйлов, поступакщих на вход счетчика 4, (Д2 ил, 1463915Изобретение относится к горномуделу и может быть применено при прогнозировании проявлений горного давления на основе оценки напряженного состояния горных пород у стенки выработки,Цель изобретения - повышение точностиНа фиг, 1 представлена структурная схема устройства; на фиг, 2 временные диаграммы работы устройства,Устройство содержит чувствительный элемент (ЧЭ) 1, усилитель 2 высокой частоты (УВЧ), вход которого 15подключен к ЧЭ 1, а выход подключен.к входу первого формирователя 3,Счетчик 4, выход которого через блок5 обработки соединен с индикатором 6,усилитель 7 низкой частоты УНЧ), 20вход которого соединен с выходом ЧЭ 1,, а выход с входом амплитудно-частотного детектора (АЧД) 8, выход которогосоединен с входом управления УВЧ 2,селектор информационных сигналов(СИС), выполненный в виде регистра 9сдвига, ключа 10, амплитудного детектора 11, генератора 12, второго формирователя 13, причем выход УНЧ 7соединен с входом второго формирователя 13 и входом амплитудного детектора 11, выход которого подключенчерез генератор 12 к управляющемувходу регистра 9 сдвига, выход кото"рого соединен с входом ключа 10, управляющий вход которого и выход соответственно подключены к выходу второго формирователя 13 и входу счетпт"ка 4,Устройство работает следующим образом,ЧЭ 1 преобразует сигналы, возникающие в процессе бурения в электрические сигналы, которые поступают навходы УВЧ 2 и УНЧ 7. Последний выделяет низкочастотные сигналы ударов.(фиг, 2 а), а УВЧ 2 выделяет высокочастотные сигналы разрушения фиг, 2 б),Сигналы с выхода УНЧ 7 поступают навход АЧД 8, уровень выходного сигнала которого пропорционален амплитуде.и частоте повторения ударов.Выходной сигнал АЧД 8 управляеткоэффициентом усиления УВЧ 2 для компенсации погрешности, возникающей отнестабильности процесса. бурения; Свыхода УВЧ 2 сигналы поступают навход первого формирователя 3, которыйформирует на своем выходе счетные импульсы, соответствующие сигналамразрушения (фиг, 2 б), На выходе УВЧ 2ймеются не только сигналы от разрушения горной породы, возникающие в процессе бурения данной скважины, но нсигналы помех, время поступления которых имеет случайный характер, Наибольшее количество сигналов разрушения приурочено ко времени воздействия бурового инструмента на забойскважины, Процесс интенсивного разрушения, продолжается и после удара,но интенсивность этого процесса быстро спадает,Наиболее информативным являетсяпромежуток времени от момента удара,равный длительности сигнала удара,В то же время промежуток времени между сигналами удара информативных сиг"нрлов меньше и амппитуда их ниже,чем уровень случайных помех, Выделение информативных сигналов осуществляет СИС путем временной привязкиинтервала измерения к моменту удараи его длительности, Кроме того, СИСосуществляет коррекцию временной привязки, С выхода УНЧ 7 сигналы поступают на вход второго формирователя13, на выходе которого формируютсяпрямоугольные импульсы, длительностькоторых соответствует длительностисигнала удара (фиг. 2 г), Данные импульсы поступают на управляющий .входключа 10 и открывают его, Однако момент начала прямоугольных импульсов,формируемых вторым формирователем.13,не совпадает с моментом удара вслед" .ствие неравенства порога срабатыва"ния второго формирователя 13 нулю,В то же время наибольшее количествосигналов разрушения поступает именнов этот момент,Для исключения возможности пропуска информативных сигналов СИС содержит регистр 9 сдвига, генератор 2и амплитудный детектор 11, Информаци-.онные сигналы с выхода первого формирователя 3 поступают на вход регистра 9 сдвига, а затем с выхода регистра 9 на вход ключа 10, Скоростьпередвижения информации в регистре 9,а следовательно, время задержки информации зависит от частоты генера-,тора 12, формирующего синхроимпулью, Частота синхроимпульсов генера-тора 12 управляется УНЧ 7 через амплитудный детектор 11, На выходе последнего формируется потенциал, уро 1463915вень которого пропорционален ампли,туде сигнала удара (фиг, 2 д), в тоже время частота синхроимпульсов генератора 12 обратно пропорциональнауровню напряжения на его управляющемвходе. Таким образом, чем сильнеесигнал удара, тем меньше ошибка в,момент срабатывания второго формирователя 13 относительно фактического 1 Омомента удара, и тем ниже частотасинхроимпульсов генератора 12. Информация с выхода регистра 9 сдвигачерез ключ 10 поступает на вход,счетчика 4, а затем через блок 5 обработки на индикатор 6, СИС обеспечивает повышение доли информативныхсигналов в общем количестве сигналов,поступающих на вход счетчика 4. Засчет этого повышается точность измерений и, как следствие этого, точность контроля степени удароопасиости горных породФ о р м у л а и з о б р е т е и и я 26Устройство для контроля степени удароопасности горных пород, содер,жащее чувствительный элемент, усилитель высокой частоты, первый форми- ЭО рователь счетчик, блок обработки,индикатор, усилитель низкой частотыи амплитудно"частотный детектор, прн"чем выход чувствительного элементасоединен с входами усилителя высокойчастоты и усилителя низкой частоты,выход которого через амплитудно-частотный детектор подключен к управляю.щему входу усилителя высокой частоты, выход которого соединен с входомпервого формирователя, при этом выход счетчика через блок обработкисоединен с индикатором, о т л и ч а"ю щ е е с я тем, что, с целью повы-шения точности, оно снабжено селек-тором информационных сигнапов, выполненном в виде регистра сдвига, генератора, ключа, амплитудного детектора и второго формирователя, причемвыход усилителя низкой частоты соединен с входом второго формирователяи входом амплитудного детектора, вы-ход которого подключен через генера-тор к управляющему входу регистрасдвига, выход которого соединен свходом ключа, управляющий вход кото"рого и выход соответственно подключе"ны к выходу второго формирователя ивходу счетчика,1463915 ставитель А; Рыбаковхред Л,Сердюкова Коррек Редактор Бл анар Гирня Закаэ 805/39 Тираж 499 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по иэобретениям и открытиям при ГК 113 О 35, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 роиэводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,1