Устройство для определения напряженного состояния участков массива горных пород Советский патент 1988 года по МПК E21C39/00 

о о

00

Изобретение относится к горной пpo в шшeннocти и позволяет повысить точность определения напряженного состояния массива пород. Устр-во содержит приемник I, фильтр 2, усилитель 3, ключ 4, измеритель 5, селектор 6 полуволны сжатия. Последний включает одновибраторы и пороговые элементы полуволны разрежения и сжатия. Ключ 4 управляется селектором 6 и служит для исключения сигналов (С) помех от ударов бурового инструмента о забой скважины. Информационные С начинаются с полуволны разрежения. С помехи имеют первую полуволну сжатия. Селектор 6 анализирует оба типа С и формирует С запрета, который закрывает ключ 4 на Время действия помехи. На вход измерителя 5 поступают полезные С. I з.п. ф-лы, 3 ил. SS (Л

Фие.1

Изобретение относится к исследованию физико-механических свойств и напряженного состояния горнъЕС пород по параметрам упругих волн в горных по- родах и может быть применено в горной промышленности при изучении динами- ческих проявлений горного давления в шахтных условиях.

Цель изобретения - повьшение точ ности за счет исключения сигналов помехи, обусловленных ударами бурового инструмента о забой скважиш.

На фиг,1 представлена структурная схема устройства на фиг.2 струк- турная схема селектора полуволнм сжатия ; на фиг о 3 - временные диаграммы работы устройства.

Устройство содержит носледователь- но соединенные приемник 1, фильтр 2, усилитель 3j электрон Я1 й ключ 4, измеритель 5j а также селектор 6 полуволны сжатия, вход котарого соединен с выходом усилителя 3, а выход соединен с управляющим входом электрон- кого ключа 4„ Селектор & полуволны сжатия содержит первый одновйбратор 7, запускаюн|ий вход которого ереэ пороговый элемент полуволны разряжения (ПЭР) 8 соединен с входом сеяек- тора 6, а выход которого соединен с запрещающим входом второго одновнбра- тора 9, запускающий вход которого через пороговый элемент полуволны сжатия () 10 соединен с входом селек- тора, а выход является выходом селектора б,

Устройство работйет следующим образом.

Приемник 1 акустических сигналов

преобразует акустические сигналы в электрические, которые через фильтр 2 поступшот на вход усилителя 3, усиливаются им и через электронный кшоч 4 поступают на вход измерителя 5, Ключ 4, управляемый селектором б полуволны сжатия служит для исключения сигналов помех, возбужденных ударами бурового инструмента о забой скважины, При ударном бурении возбуждаются акустические сигналы двух типов, Первьш тип (полезные сигналы) - это. сигналы акустической эмиссии, возникающие вокруг забоя скважины вследствие разгрузки горных пород при образова- НИИ полости скважины. По параметрам этих сигналов судят о напряженном состоянии участка массива горных пород. Поскольку данные сигналы возникают вследствие разгрузки горной породы, ик первая полуволна является полуволной разряжения, Второй тип сигналов (сигналы помехи) - это сиг- налы;. возникающие при ударе бурового инструмента о забой скважины. Данные сигналы имеют первую полуволну ежа- тияо Селектор 6 полуволны сжатия, вход которого соединен с выходом усилителя 3„ анализирует сигнал, и если он имеет первую полуволну сжатия, селектор б формирует сигнал запрета, которьй закрывает ключ 4 на все время действия акустического сигнала помехи. Таки-м образом, в результате селекции сигналов помехи, на вход измерителя 5 поступают только полезные сигналы, что повышает точность измерений ,

Селектор б полуволны сжатия работает следующим образом,

Приемник Т акустических сигналов в зависимости от своей конструкции преобразует полуволну разряжения в по- ложительнь5Й электрический импульс, а полуволну сжатия в отрицательный электрический импульс, или наоборот Электрические сигналы с приемника I, через фильтр 2 и усилитель 3 поступают на входы ПЭР 8 и ПЗС 50, Пусть полуволна разряжения преобразуется в импульс отрицательной полярности, а полуволна сжатия в импульс положительной полярности.

Тогда первое вступление полезного сигнала будет иметь отрицательную полярность, а первое вступление стяг- нала помехи положительную полярность (диаграмма а ). В этом случае, пороги срабатывания ПЭР 8 и ПЭС 10 устанавливают таким образом, чтобы ПЭР 8

срабатьшал только на импульсы отрицательной полярности, а ПЭС 10 - только на импульсь положительной полярности (диаграмма а ), Выходы ПЭР В и ПЭС W соединены с запускающими входами первого- и второго одновибратора 7 и 9. ПЭР 8 и ПЭС 10 вырабатьюают имI

пульсы запуска одновибраторов при равенстве амплитуд сигналов на их входах порогам срабатывания. Одно- вибраторы 7 и 9 при их запуске выра- батьшают прямоугольные импульсы с длительностью, превьшающей максимальную длительность полезных сигналов и сигналов помехи, На диаграмме S представлены сигналы, формируемые первым одновибратором 7, а на диаграмме Ь - вторым одновибратором 9. Если на вход селектора 6 поступает сигнал с отрицательным первым вступлением (полезный сигнал), то ПЭР 8 срабатывает в момент времени tj и запускает первый одновибратор 7 (диаграмма S). Сигнал с первого одновибратора 7 поступает на запрещающий вход второго одновибратора 9. ПЭе 10 срабатывает в момент времени tj, т.е. после ПЭР 7. Таким образом, если на вход селектора 6 поступает полезный сигнал, то второй одновибратор 9 не запускает и Не формирует сигнал запрета. Ключ 4 оста-, ется открытым, и полезн сигнал про- ходит через ключ 4 на вход измерителя 5,

Если на вход селектора 6 поступает сигнал с положитет ным первым вступлением (сигнал помехи), то ПЭР 8 сра батывает в момент временя t , т.е. позже, чем срабатывает ПЭС 10 (t). Второй одновибратор 9 запускается в момент времени tj (диаграмма & ),так как сигнал запрета лоступает на его запрещающий вкод с задержкой относительно сигнала запуска. В этом случае второй одновибратор 9 формирует сигнал запрета (диаграмма fe ), который поступает на управляющий вход ключа 4, закрывает его и сигнал помехи не поступает на вход измерителя 5.

Ф о р м ула изобретения

и измеритель, отличающееся тем, что, с целью повышения точности

за счет исключения сигналов помех, обусловленных ударами бурового инст- трумента о забой скважины, оно снабжено селектором полув,олн сжатия и электроннь1м ключом, причем выход усилителя соединен с входами селектора полуволн сжатия и электронного ключа, управляющие вход и выход которого соответственно подключены к выходу селектора полуволн сжатия и входу

измерителя.

ф1/г,1

Полезный (ианал

Помеха

«8.5