Способ оценки удароопасности горных пород Советский патент 1983 года по МПК G01V1/24 

Способ относится к горной прокал ленности и может быть применен на рудных и нерудных месторождениях для контроля уда)оопасности горных пород на глубоких подземных горных предприятиях, опасных по динамичесКИМ проявлениям с использованием сейсмоакустических методов. Известен способ оценки устойчивости кровли горных пород, в котором фиксируют колебания двух разли ных частот и по соотношению их ампл туд определяют степень устойчивости кровли fl 3. Однако с помощью известного способа невозможно контролировать и прогнозировать быстро протекакицие динамические процессы (горные тапчки, удары) .возникаккцие в массиве го ных пород, и (Лтределять склонность участка пород к ударорпасности. Наиболее близким к предлагаемому является способ дценки удароопаснос ти горных пород, включающий механическое нагру ение с постоянной конт ролируемой скоростью исследуемого объема горной породы до его разруше ния, регистрацию серсглической si-wcсии в широком диапазоне частот в пр цессе упругой деформации исследуемо го объема горной породы и на этапе его разрушения С2 3 Но в условиях глубоких псяземных горных предприятий с высокой теологической неоднорсдностью массива, различными технологическигда процёссами, где необходимо одновременно учитывать все факторы, определяющие динамическое состояние, с помощ данного способа реальную оценку сос яния контролируемого горного массива ПРОВОДИТЬ невозможно. Цель изобретения - улучшение безопасности ведения горных работ путем повышения точности оценки ударо рпасности.- . . , Поставленная цель достигается тем, что согласно способу оценки удароопасности горных пород, включающему механическое нагружение, с п тоянной контролируемой скоростью исследуемогообъема горной породы до его разрушения, регистрацию сейс мической эмиссии в широком диапазоне частот, в процессе упругой деформации исследуемого объема горной породы и на этапе его разрушения, механическое нагружение осущес вляют с использованиегл двух параллельных скважин, при этом в первой из них размещают широкополое шли сейсмический преобразователь, а во второй - устройство, создающее одно стороннее давление.перпендикулярно оси первой скваиины до разрушения .межскважинного промежутка. На чертеже Изображена принципиальная схема устройства для проведения работ по пpeдлaгae юмy способу. . На участке горного массива пробуривают измерительные скважины 1 и 2 при диаметре скважины 1 в -3 раза больше диаметра скважины 2, причем межскважинное расстояние 3 примерт но равно диаметру малой скважины. В скважине 1 устанавливается гидронапорное устройство 4 одностороннего действия с пуансоном 5 и опорной пятой 6. Давление передается гидронапорнсму устройству 4 по гидропроводу 7 от гидрокомпрессорной установки 8. Непрерывный контроль напорного усилия осуществляется посредством первичного преобразователя 9, от которого сигнал передается по измерительному кабелю 10 на блок 11 контроля напорного усилия. Сигнал, пр опорциональный напорному усилию, подается на блок 12 автоматiPiecKoro управления гидрокомпреЬсррной установкой по напорному усилию. Такой режим работы позволяет обеспечить строго заданную скорость наращивания напорного усилия. Одновременно в измерительной скважине малого диаметра устанавливается выше гидравпическогр напорного устройства первичный сейсмопреобразователь 13, информация от которого по кабелю 14 прступает на послеярвательнр соединенные блок 15 усилителей-формирователей, блок 16 компараторов, многоканальный блок 17 счетчиков с памятью, индикацией и выводом цифровой информации с возможное- . тью регистрации за определенные промежутки, времени, блок 3,8 цифро-аналогового преобразования, блрк 19 дифференцирования и двухкоорцинатный саМрпйсец 20.: Крнтррль и регистрация микррсейсмическрй эмиссии осуществляется следующигл образом. Механические колебания, возникающие в контактной зоне первичного сейсмопреобразователя 13, принимаются им, преобразуются в электрические , сигналы, передаются пЪсредств 1 измерительного кабеля 14 и поступают в блок 1,5: усилителей-формирователей. Сформированные в усилителях-формирователях сигналы поступают на вход бло ка 16 компаратрррв, где вьщепяется четыре определенных уровня, а в многоканальном блоке 17 счетчиков с памятью, индикацией и выводом цифровой информации пррисхсщит заполнение каждрго из уровней счетными импульсами соответствующей частоты, счет их по калщому из уровней, затем результаты счета по каждоу из уровней суммируются.

Регистрация и обработка измерений производится автоматически в режиме взвешивания. Результаты счета пропорциональны площади принимаемого сигнала. Кроме того, возможность регистр рации ко «4улятивных значений импуль- 5 сов в секунду позволяет регистрировать интенсивность микросейсмической эмиссий. .

В блоке 18 цифро-анало- ового прегобразователя производится преобразо- 10 вание информации в аналоговую форму для удобства графического построения. В блоке 19 дифференцирования производится обработка инфс мации, а затем запись результатов с помоихью двухко6р)$ динатного Сс1мописца 20, где параллель

но идет запись величины напорного давления в массиве.

Таким образом, в натурных условиях ПРОИЗ.ЭОДИТСЯ регистрация величины напорного усилия и интенсивности микросейсмической эмиссии.

По зависимостям, характеризуюидам накопление упругой энергии в процессе упругой деформации массива и выделение ее на этапе хрупкого разрушения, оценивается удароопасность горного массива.

Предлагаемый способ повышает точность прогноза удароопасности реального горного массива, что позволяет улучшать безопасность условий ведения горных работ.

СПОСОБ ОЦЕЕЖЙ УДЛРООПАСНОС- : ТИ ГОРНЫХ ПОРОД, включающий механическое нагружение с постоянной контролируемой скоростью исследуемого . объема горной породы до его разру ния, регистрацию сейсмической эмиссии в широком диапазоне,частот в процессе упругой деформации исследуемого объема горной поррдьа и на этапе его разрушения, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повьшения безопасности ведения горных работ путем повьшения точности оценки удароопасности, механическое нагружение осуществляют с использованием двух параллельных- скважин, при этом в из них размеадаиот широкополосный сейсмический преобразователь, а во второй - устройство, создающее}одностороннее давление перпендику;лярно оси первой скважины до разрушения межскважинного промежутка.