Устройство для определения строения кровли подземных выработок Советский патент 1984 года по МПК G01V1/00 

Изобретение относится к геофизической разведке, используемой для неразрушающего определения наличия и местоположения границ смены состава в глубине массива кровли при ведении очистных и подготовительных работ. Известно устройство для реализаци способа сейсмической разведки 1L основанного на многокомпонентной регистрации отраженных волн с помощью многоканального регистратора при воз буждении колебаний на разноудаленных пунктах возбуждения, суммировании колебаний, относящихся к общим точка отражения от границы, и анализе их динамических характеристик для воЛн различных классов. Недостаток этих способов и устрой ства заключается в том, что расстояние излучатель-граница-приемник не может быть меньше десяти метров. При |этом грани1да, имеющие протяженность меньше базы измерений, этим способом не обнаруживаются. Наиболее близким техническим реше нием к предлагаемому является устрой ство для определения строения кровли подземных выработок, содержащее источник упругих колебаний, сейсмоприемник, соединенный с спектроанализатором, включающим широкополосный усилитель и два канала, каждый из которых содержит активный перестраиваемый полосовой фильтр и индикатор 2 Недостаток этого устройства заключается в невозможности регистрации границ смены состава, находящихся в кровле вьппе первого от поверхности слоя. Цель изобретения - повьш1ение детальности определения строения кровли путем регистрации границ, находящихся Bbmie первого от поверхности слоя. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для определения строения кровли подземных вырабо ток j содержащее источник упругих колебаний, сейсмоприемник, соединенный с спектроанализатором, включающим широкополосный усилитель и два канала, каж,цый из которых содержит актив ный перестраиваемый полосовой фильтр и индикатор, введен блок временной индикации, а спектроанллизатор содер жит дополнительный широкополосный усилитель и в каждом канале блок настройки, включенный между входом и выходом активного перестраиваемого полосового фильтра, вход которого соединен с выходом широкополосного усилителя, а выход - с индикатором и в одном из каналов - с входом блока временной индикации, другой вход которого соединен с сейсмоприемником. На чертеже представлено схематически предлагаемое устройство. Устройство содержит источник 1 упругих колебаний, сейсмоприемник 2, блок 3 временной индикации, широкополосные усилители 4 и 5, активные перестраиваемые полосовые фильтры 6 и 7, блоки 8 и 9 настройки, индикаторы 10 и 11. Блоки 8 и 9 настройки содержат резистивные делители 12, 13 и 14, 15 и нормально разомкнутые ключи 16 и 17. Широкополосный усилитель 4, фильтр 6, блок 8 настройки и индикатор 10 составляют первый канал спектроанализатора. Усилитель 5, фильтр 7 с блоком 9 настройки и индикатор 11 составляют второй канал спектроанализатора. Фильтр 6 первого канала имеет плавнздо перестройку по частоте, за счет чего и осуществляется последовательный спектральный анализ. Второй канал в течение всего иттмерения имеет фиксированную частотную настройку и служит для привязки к неизбежно изменяющейся из раза в раз силе удара, вследствие поверхностного разрушения горного массива в момент удара. Показания индикатору 10 также пропорциональны силе удара, но делением показаний индикаторов 10 и 11 друг на друга влияние силы удара исключается, и остается только плотность спектра на частоте настройки блока 6, Работа устройства основана на следующих предпосылках. При точечном ударном возбуждени.и плоскопараллельного слоя,, ограниченного с двух сторон 1раницами смены состава (в осадочных породах эти границы ориентированы блоее или М1М1У параллельно),в нем возбуждаются npai ковременные периодические колебайи г, частота которых f-, опредех яется щиной слоя h и скоростью тв-кэ (nu дольных воли) Р И(М С г « Поскольку горный массив осадочного происхождения представляет собой совокупность плоскопараллельных слоев, в той или иной степени акустически контактирующих мезкду собой, ударнее воздействие вызывает кратковременное периодическое звучание не в одном слое, а в нескольких. На спектральной характеристике при этом видно звучание сразу всех возбужденных слоев. Таким образом, возникает проблема определения взаимного положения залегающих в массиве слоев, которая может быть решена путем индикации времени начала собственного звучания относительно момента удара. Устройство работает следующим образом. После настройки фильтра 6 спектро анализатора на первую частоту f пре лагаемого для исследования частотного диапазона производится настройка на этой частоте каналов спектро- анализатора на заданную добротность, для чего при замкнутых ключах 16 и 1 с помощью резистивных делителей 12 и 14 добиваются соответствую.щей амплитуды напряжения частоты f/ ходе фильтров 6 и 7, что регистрируется индикаторами 10, 11. Наносится удар молотком 1 по кровле, и с помощью индикаторов 10 и 11 определяется плотность спектра на этой частоте. Производится настройка фильтров 6 спектроанализатора на следующую частоту (f) (интервал между частотами настройки определяется величиной заданной добротности спектроанализатора), после чего опять производится настройка на заданную добротность и вновь наносится удар, что опять дает информацию о плотности спектра на частоте настройки спектроанализа тора. Исследуя таким образом весь частотный диапазон, строят спектральную характеристику отклика массива на ударное возбуждение. Частоты максимальных значений .плотности спектра позволяют выявить в соответствии с формулой мощности находящихся в исследуемом массиве слоев. Выбрав для исследования частоту одного из максимумов плотности спектра (т.е. слой определенной мощности), определяют его местонахождение относительно поверхности кровли, по которой наносят удар. Для этого включают блок 3 (как показано на чертеже) и определяют начало звучания этого слоя относительно момента удара. Таким образом, в предлагаемом устройстве достигается повышение детальности определения строения кровли.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТРОЕНИЯ КРОВЖ ПОДЗЕМНЫХ ВЫРАБОТОК, содержащее источник упругих колебаний, сейсмоприемник, соединенный с спектроанализатором, включающим широг;т п кополосный усилитель и два канала, каждый из которых содержит активный перестраиваемый полосовой фильтр и индикатор, отличающееся тем, что, с целью повышения детальности определения строения кровли путем регистрации границ, находящихся выше первого от поверхности слоя, в него введен блок временной индикации, а спектроанализатор содержит дополнительный широкополосный усилитель и в каждом канапе блок настройки, включенньй между входом и выходом активного перестраиваемого полосового фильтра, вход которого соединен с выходом широкополосного усилителя, а выход - с индикатором, и (Л в одном из каналом - с входом блока С временной индикации, другой вход которого соединен с сейсмоприемником. о ел эо 00 СХ)