Способ контроля состояния забоя в процессе гидравлической выемки горных пород Советский патент 1989 года по МПК E21C39/00 

Изобретение относится к горному делу и предназначено для определ ения параметров забоя и. характеристик процесса гидравлического разрушения при гидравлической выемке горных пород.

Цель изобретения - повьшюние информативности контроля..

На фиг.1 показана установка приемников при гидровыемке короткими эа- боями; на фиг.2 - то же при гидровыемке длинными очистными забоями.

На фиг.1 и 2 обозначены массив Г горных пород, гидромонитор 2, акустические датчики (приемники) 3, выемоч- йая выработка 4, механизированный комплекс 5, выемочный агрегат 6, вентиляционный 7 и ковейерный 8 штреки.

Кроме того, на фиг. показан контур заходки ABCD., а на фиг ..2 -. зона опорного давления R.

Способ осуществляют следзтощ-им образом.

В выемочной выработке 4 (фиг.1) устанавливаются гидром нитор 2 на : расстоянии 3-5 мот границы выработанного пространства (линия ВС). Контур подлежащей выемке заходкк ABCD. Длинный очистной забой (лава) оборудуется механизированным комплексом 5 и выемочным агрегатом 6 (фиг.2). В вентиляционном 7 и конвейерном 8 штреках устанавливают приемники 3,

Акустические сигналы, возникающие при разрушении горных пород гидравCD

|

-а

лическим воздействием, и сигналы акустической эмиссии поступают на приемники 3 и после усиления разделяются с помощью блока фильтров на составляющие: сигналы акустической эмиссии С4(частоты около 5 кГц) и сигналы, генерируемые собственно гид- авлическим воздействием на массив С. (в диапазоне до 1-3 кГц). Далее Q ределяют амплитуды сигналов С и С, их интенсивность и спектральную плотность.

Результаты измерений поступают в блоки сравнения, в которых амплиту- 5 да, интенсивность и спектральная плотность сигналов сравниваются с аналогичными параметрами тарировоч- нь1х сигналов. Результаты сравнения спектральной плотности представляют 20 собой оценку сопротивляемости массива гидроразрушению. „Результаты сравнения .амплитуды сигнала С, с ампли тудой тарировочного сигнала сопоставляются с результатами сравнения 25 амплитуды сигнала Cj (воспринятого тем же приемником) с амплитудой соответствзпощего тарировочного сигнала, на основании чего определяется стадия гидровыемки. Сравнение ннтен- сивности и амплитуды сигнала С,, воспринятого на стадии отбойки, с соответствующими параметрами тарировочного сигнала позволяют оценивать .интенсивность гидроразрушения. На стадиях ослабления и отбойки определяется относительное ослабление aмплиt туд сигналов Cj, воспринятых разпичны- ;йи приемниками,что дает возможность найти координаты места встречи гидромониторной с забоем. На ста дни отбойки определяется временная задержка сигналов С, воспринятых, различными приемниками, производится амплитудная селекция этих сигналов, на основе чего находятся номера caKf торов массива, отвечающих местополо - жению действующих очагов разрушения,, Таким образом, предлагаемый спо-; соб позволяет контролировать следую - щие параметры состояния забоя и про цесса гидроразрушения сопротивляё-; мость горных пород гидроразрушению, отдельные стадии гидровыемки, интенсивность гидрораэрушения, местоположе кие очагов разрушения и место встречи гидромониторной струи с забоем, В качестве основы для изготовления электроизмерительного комплекса могут

30

35

40

45

50

55

5 0 5

0

5

0

5

0

5

быть взяты стандартные приборы, используемые для измерения и регистрации параметров акустической эмиссии, а также элементы звукоулавливающей техники типа ЗУА.

Физические предпосылки реализации предлагаемого способа контроля заключаются в следующем.

Сопротивляемость горных пород гидроразрушению оценивается при движении гидромониторной струи, находящейся в контакте с забоем, с определенной скоростью вдоль поверхности забоя.За промежуток времени 5-10 с набирается количество информации, достаточное для оценки спектральной плотности акустических сигналов, а с помощью последней, путем сравнения с данными предварительной тарировки, выполненной на массиве с известной сопротивляемостью, оценивается сопротивляемость горных пород гидроразрзш1ения. Способ разделения стадий гидровыемки основьтается на использовании следующих характерных особенностей регистрируемых акустических сигналов. Малая акух:тическая активность разрушаемой горной породы характерна для начального этапа разрушения (ослабления) . Стадии гидроотбойки соответствует процесс лавинного распространения трещин, который сопровож- да.ется резкйм повьшгением интенсивности и амплитуды сигналов акустической эмиссии С . Сигналы С на стадиях ослабления и отбойки достаточно сильны по амплитуде; на стадии раз- Ьорки и смьша амплитуда сигналов С и С2. и интенсивность сигналов С существенно падают,

Повьштению интенсивности гидрораз- рушения соответствует рост интенсивности и амплитуды сигналов акустической эмиссии (с,).Замер интенсивности гидроразрушения наиболее оправдано проводить на стадии отбойки (при наибольшей акустической активности горной породы).

Положение очага разрушения можно определить по разности времени приема одного и того же сигнала С приемниками, находящимися на разных расстояниях от источника сигналов на ртадии наиболее интенсивного роста трещин (отбойки).

Для разделения координат очагов разрушения необходимо производить амплитудную селекцию сигналов Cj, что

Фи.г.1

Изобретение относится к горному делу. Цель - повышение информативности контроля. Регистрируют и анализируют акустические с игналы, генерируемые воздействием гидравлических струй на, массив. Дополнительно регистрируют сигналы акустической эмиссии. Из меряют амплитуду, интенсивность и спектральные плотности сигналов акустической .эмиссии и акустических сиг- . налов. Последние генерируются воздействием гидравлической струи на массив. По полученным карактеристикам отпределяют соггротнвляемость горных пород гидроразрушению, интенсивкость гидроразрушения, отдельные стадии гидровыемки, положение очагов разрушения и ме-сто встречи гидравлической струи с забоем. Способ позволяет повысить производительность гидравлической выемки. 2 ил. &

.2