Способ определения положения ослабленных контактов в массиве горных пород

.(1;ф ; 1 е., Т ЕНИ РЕ К АВТОРСКОМУ ЕТЕЛЬСТВУ ют ти ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗО(46) 07.03.91, Бюл, Мг 9Г 71) Государственный Макеевский научноисследовательский институт по безопасности работ в горной промышленности(56) Авторское свидетельство СССРМ 879530, кл. Е 21 С 39/00, 1976.Андреев В,П. Гликман А.Г Г еоакустический метод выявления поверхностей ослабленных механических контактов. - Уголь,1985, М 9, с. 52 - 54,(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПО 1 ОЖЕ.НИЯ ОСЛАБЛЕННЫХ КОНТАКТОВ В МАССИВЕ ГОРНЫХ ПОРОД(57) Изобретение относится к рному делуЦель изобретения - повышение очнос 1 и.Из горной выработки 1, пройденной поугольному пласту 2, в слоях 3, 4 кровли пласта и слое 5 почвы пласта возбуждают упругие колебания в пунктах 7. С помощьюсейсмоприемников 6 принимают сейсмоакустические сигналы и определяют их амплитудно-частотные характеристики, Выделяют резонансные частоты и нормируют их амплитуды по энергии сейсмоакустических сигналов, Возбуждение и прием сейсмоакустических сигналов осуществляют поочередно в кровле и почве пласта 2, Возбуждение проводят многократно, а пункты 7 возбуждения смещают на величину диаметра зоны разрушения горных пород. Анализ амплитудно-частотной характеристики проводят в перемещаемом временном интервале, величину которого, шаг перемещения и их количество определя по значениям резонансных частот скорос продольных волн и требуемой глубины исследований. По нормированным амплитудам резонансных частот устанавливают пр 1 чадлежнпсть слоев пород к кровле или почве пласта. По значению резонансной частоты определяют мощность слоев. По величине смещения временного интервала, в котороь амплитуда резонансной частоты максимальна, определяют порядох чередования слоев в массиве. Способ повышае.;очнос ь определения положения ослабленных контактов, 1 з.п. ф-лы, 3 ил.Изобретение относится к области горного дела и предназначено для определения мощности слоев орных пород ипорядка их чередования в массиве,Цель изобретения - повышение точности,На фиг, 1 представлена схема проведения измерений; на фиг, 2 и 3 - нормированные амплитудно-частотные характеристики(АЧХ) сейсмоакустических сигналов, полученные соответственно в кровле и почвеугольного пласта,На схеме проведения измерений показаны горная выработка 1, угольный пласт 2,слои 3 и 4, залегающие в кровле пласта, слой 155, залегающий в почве пласта, сейсмоприемники б, пункты 7 возбуждения и регистрирующий прибор 8,Способ осуществляют следующим образом. 20В горной выработке 1 (фиг, 1), пройденной по угольному пласту 2 и вскрывающейпороды кровли и почвы, подготавливают места для крепления сейсмоприемников 6, Нарасстоянии 1 - 3 м от них располагают пункты 7 возбуждения упругих колебаний в кровле и почве горной выработки, Подготовказаключается в ликвидации трещиноватой,разрушенной породы и обеспечении контакта с массивом, Сейсмоприемники 6 крепят в породах кровли и почвы так, что осн ихмаксимальной чувствительности направлена по нормали к напластованию, Прибор 8,регистрирующий сейсмоакустический сигнал и определяющий его АЧХ, подключают 35к сейсмоприемнику 6, установленному в породах кровли угольного пласта.Возбуждают во вмещающих породахупругие колебания путем нанесения ударовпо породам кровли, причем возбуждение 40колебаний осуществляют многократно, Регистрируют сейсмоакустический сигнал иопределяют его АЧХ, При нанесении ударовконтролируют состояние пород в точке удара: если появляются признаки разрушения, 45то последующий удар наносят со смещением на величину диаметра зоны разрушения,По АЧХ выделяют резонансные частоты иамплитуды на этих частотах нормируют повеличине энергии сейсмоакустического сигнала (фиг, 2);Ан =АХА",(1)где Ан - нормированная величина амплитуды резонансной частоты;А - амплитуда выделенной резонанснойчастоты;А - амплитуда сигнала на дискретныхчастотах,Приехал сейсмоакустического сигнала и выделение резонансных частот проводят в перемещаемом временном интервале, величину и шаг перемещения которого определяют из выраженийЛ=3 - 7(2)1 ргде Л 1 - величина временного интервала, с;1 р - значение выделенной резонансной частоты, Гц,дс= -- ,161(3) где 4- шаг перемещения временного интервала, с.Количество п перемещений интервала Л т выбирают исходя из требуемой глубины Ь исследованийи = -- -д- - ,йЧ от(4) где lскорость продольных волн во вмещающих породах.Для каждой резонансной частоты в соответствии с определенными по формулам (2) - (4) параметрами и раз перемещают временной интервал и при каждом его положении осуществляют возбуждение и регистрацию амплитуды сейсмоакустического сигнала на этой частоте Анализируют зависимость изменения амплитуды резонанс ой частоты от времени, находят максимальное значение амплитуды и положение при этом временного интервала тр = пр дВеличину 1/2 р используют для определения очередности размещения резонирующих слоев в разрезе. Затем регистриоующее устройство 8 подключают к сейсмоприемнику б, закрепленному в породах почвы угольного пласта, и на почве в точке 7 отстоящей от сейсмоприемника на 1-3 м осуществляют импульсное возбуждение сейсмоакустического сигнала. Повторяют все описанные операции, т е, наносят удары по породам почвы и определяют АЧХ сигнала, выделяют резонансные частоты, осуществляют нормирование амплитуд резонансных частот по величине энергии сейсмоакустического сигнала (фиг. 3), для каждой резонансной частоты по формулам (2 - 4) вычисляют параметры перемещаемого временного интервала. для каждой резонансной частоты перемещают временной интервал, возбуждают сейсмоакустический сигнал и регистрируют величину амплитуды на этой частоте при каждом положении временного интервала, определяют время р, для которого амплитуда резонансной частоты имеет максимум (или максимумы),Таким образом, для кровли и почвы угольного пласта определены резонансныечастоты и времена, на которых достигают максимума амплитуды на этих частотахДля размещения в разрезе вблизи угольного пласта ослабленных механических контактов необходимо вычислить мощности резонирующих слоев и определить их принадлежность к почве или кровле,Мощность щ резонирующих слоев определяют по формулеЧсл2 1(5)Ргде Чсл - скорость продольных волн в слое, м/с;1 Р - значение резонансной частоты для данного слоя, Гц;Скорость Чсл продольных волн определяют на образцах пород или принимают данные, полученные при проведении геологоразведочных работ,Для определения принадлежности слоев к кровле или почве угольного пласта находят разность нормированных амплитуд на резонансных частотах, полученных при возбуждении и регистрации сейсмоакустического сигнала в кровле и в почве. Положительные значения амплитуд присущи резонирующим слоям, расположенным выше угольного пласта, а отрицательные - слоям, расположенным ниже угольного пласта Слои с резонансными частотами 330 и 500 Гц (фиг, 2 и 3) расположены в кровле угольного пласта, а слой с резонансной частотой 750 Гц - в почве.Порядок чередования резонирующих слоев в массиве определяют следующим образом, Слои (отдельно для кровли и почвы пласта) располагают по мере увеличения величины 1/21 Р. Размещение резонирующих слоев завершает определение положения ослабленных механических контактов,Предлагаемый способ позволяет повысить точность определения положения ослабленных контактов в массиве горных пород эа счет определения принадлежности 5 слоев горных пород кровле или почве угольного пласта, а также определения порядка чередования слоев в массиве. Формула изобретения 10 1. Способ определения положения ослабленных контактов в массиве горных пород, включающий импульсное возбуждение упругих колебаний во вмещающих угольный пласт породах, прием сейсмоакустического 15 сигнала, определение его амплитудно-частотной характеристики, выделение резонансных частот и определение по ним мощности слоев горных пород и положения ослабленных контактов в массиве, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышенияточности, возбуждение колебаний и прием сейсмоакустического сигнала осуществляют поочередно в кровле и почве пласта, при этом прием сейсмоакустического сигнала и 25 выделение резонансных частот проводят вперемещаемом временном интервале, определяют нормированные по энергии сигнала амплитуды резонансных частот и устанавливают по ним принадлежность сло ев пород к кровле или почве пласта, а порядок чередования слоев в массиве определяют по величине смещения временного интервала. в котором амплитуда резонансной частоты соответствующего слоя 35 максимальна.2,.Способ по и 1 о т л и ч а ю щ и й с ятем, что возбуждение упругих колебаний осуществляют многократно, а пункты возбуждения смещают на величину диаметра 46 зоны разрушения горных пород.1633122 0,05 0 тН.Е 6 00 200 00 000 200 5000 А 100 р=750 ГО цг,Составитель К.ЛыковРедактор О,Головач Техред М.Моргентал Ко р И.Муска каз 603 Тираж 299 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Т СССР роизводствен 000 Гц