Способ оценки удароопасности массива горных пород Советский патент 1984 года по МПК E21C39/00 

4i

СО

00 11 Изобретение относится к горной промышленности и может быть пргтменено на рудных и нерудных месторождениях для контроля удароопасности массива на глубоких пoдзe n ыx горных предприятиях, опасных по динамическим проявлениям. Известен способ оценки состояния массива в горных выработках, включаю щий искусственное возбуждение колебаний в массиве и преобразование их в электрический сигнал L11. Однако при указанном способе измерения проводятся оператором вручную, ввиду чего идентичность ударов исключена, а значит исключена и идентичность и точность измерений, так как при ударах разной силы в кро ле будут возбуждаться разные спектры Наиболее близким к изобретению по технической сущности является спо соб оценки удароопасности массива горных пород, включающий динамическое воздействие на исследуемый участок и регистрацию механических колебаний массива. Динамическое воздействие осуществляется комбайном при ведении добычных работ, и измеряется уровень акустической эмиссии массива горных пород в течение 30 мин пос ле остановки комбайна 2. I Однако известный способ не операт вен, так как требует многократных измерений после каждой остановки ком байна, и не позволяет точно определять склонность каждого исследуемого участка к динамическим явлениям в виде горного удара. Цель изобретения - повьшение оперативности и точности оценки. Указанная цель достигается тем, что согласно способу оценки удароопасности массива горных пород, вклю чающему динамическое воздействие на исследуемый участок и регистрацию механических колебаний массива, воздействие на массив осуществляют серией взрывов, следующих друг за другом с интервалом от 50 до 300 мс, определяют спектральный состав колебаний и его изменение во времени и судят об удароопасности по наличию колебаний массива после окончания взрыва, длительность которых превышает длительность взрыва и имеющих спектральные составляющие с амплитудой, превышающей амплитуду колебаний при взрыве не менее чем в 1,2 ра за. 3 Способ реализуется следующим образом. Для осуществления способа массив возбуждают серией взрывов, следующих друг за другом с интервалом от 50 до 300 мс, регистрируют частотный спектр полученного электрического сигнала в течение всей серии взрывов , выделяют из полученного спектра участки с амплитудами, не менее чем в 1,2 раза превьш1ающими амплиту- . ды сигналов от взрывов, и с длительностью не менее длительности взрыва, после чего по наличию выделенных участков в частотном спектре судят об удароопасности или отсутствии таковой в массиве. На чертеже приведено устройство для осуществления автоматического по операциям измерения. Устройство содержит трехкомпонентные первичные сейсмопреобразователи 1, соединенные с четырьмя усилителями-формирователями 2, вькоды которых подсоединены к первому коммутатору 3. Три выхода первого коммутатора подсоединены к каждому входу трех блоков 4-6 покомпонентной аналоговой обработки микросейсмической эмиссии, выходы которых подсоединены к входам сумматора 7 коммулятивньпс значений, и далее к регистратору 8. К четырем выходам измерительных усилителей-формирователей подсоединен магнитофон 9 двенадцатиканальный, один выход которого подсоединен к входу многоканального осциллографа 10, а другой - к входу параллельного анализатора 11 спектра в реальном масштабе времени, к входу которого подключен второй коммутатор 12, причем три выхода первого коммутатора подключены к трем входам второго коммутатора . Микросейсмическая информация в широком частотном диапазоне от 20 Гц до 20 кГц оценивается посредством предлагаемого устройства в режиме взвешивания по всем трем компонентам, и тем самьм оценка производится с учетом энергетики протекания динамических процессов. Оценка осуществляется в интервалы времени после окончания серии взрывных процессов с одновременной записью микросейсмической информации на многоканальный магнитофон, при этом регистрируют частотный спектр полученного электрического сигнала в течение всей серии взрывов, осуществляемых с интервалом от 50 до 300 мс. Длительность интервалов времени определяется экспериментально в зависимости от минимальной до максимальной мощности используемых технологических взрьгоов так. чтобы не было случайно го наложения последующего взрыва с предыдущим или наложения кратковре менной реакции массива от действия взрыва. Обычные технологические взрывы имеют аналогичные временные интервалы, поэтому для осуществления способа не требуется проведение дополнительных взрывных работ. Количество взрывов в серии колеблется от 3 до 8, Из полученного спектра вьщеляют составляющие с амплитудами не менее чем 1,2 раза превышающими амплитуды сигналов от взрывов, и с длительностью не менее длительности взрыва, Превыпение амплитуды в 1,2 раза по отношению к максимальной амплитуде взрывного процесса обусловлено выделением потенциальной энергии, характеризует его склонность к накоплению потенциальной энергии и реализации ее при микроподвижках горных пород в виде квазирезонансных колебательны процессов, Превышение длительностью квазирезонансных процессов длительности взрывных процессов характеризует добротность отдельных участков горного массива, т.е. характеризует массив с позиции способности вьщеления накопленной энергии. Как показала практика, такие процессы могут возникать на отдельных обладающих высокой добротностью участках горного массива или целиках после многократной перетряски его и уплотнения до тех пор, пока не возникает добротная колебательная система, способная накапливать потенциальную и выделять кинетическую энергию. При проведении взрывных работ эти участки провоцируются и возникают устойчивые квазирезонансные процессы с амплитудой от 2 до 10 раз, превышающие амплитуды провоцирующих их колебаний. В результате контроля микросейсмической эмиссии в частотном диапазоне OTj 20 Гц до 20 кГц выявляют участки массива, склонные к возникновению устойчивых квазирезонансных процессов, разделяют их на группы по интенсивности и повторяемости, при этом в наиболее активных участках дополнительно измеряют интенсивность микросейсмической эмиссии, причем увеличение или постоянство ее после прекращения взрьгеов характеризует наиболее удароопасные участки, а резкое снижение соответствует ненапряженному состоянию участка массива Торных пород. На неудароопасных участках микросейсмическая активность остается постоянной и квазирезонансных явлений не наблюдается. Применение предлагаемого способа оценки удароопасности массива горных пород направлено на повьшение безопасности ведения горных работ.

СПОСОБ ОЦЕНКИ УДАРООПАСНОСТИ МАССИВА ГОРНЫХ ПОРОД, включающий динамическое воздействие на исследуемый участок и регистрацию механических колебаний массива, отличающийся тем, что, с целью повышения оперативности и точности оценки, воздействие на массив осуществляют серией взрывов, следующих друг за другом с интервалом от 50 до 300 мс, определяют спектральный состав колебаний и его изменение во времени и судят от удароопасности по наличию колебаний массива после окончания взрыва, длительность которых превышает длительность взрыва и имеющих спектральные составляющие с амплитудой, превьшгающей амплитуду колебаний при взрьше не менее чем в 1,2 раза.