Способ прогноза горных ударов Советский патент 1989 года по МПК E21C39/00 

1

(21)4293967/23-03

(22)04.08.87

(46) 23.08.89. Бюл. № 31

(71)Всесоюзный научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела

(72)И.М. Петухов, В.А. Смирнов, B.C. Ломакин, В.А. Логунов и И.М.Ба- тугина

(53)622.283(088.8)

(56)Методические указания по профилактике горных ударов с учетом геодинамики месторождения.-Л.: 1983.

Методические указания по использованию системы непрерывного контроля удароопасности на угольных и рудных месторождениях.-Л.: ВНИМИ, 1983.

(54)СПОСОБ ПРОГНОЗА ГОРНЫХ УДАРОВ

(57)Изобретение относится к горному делу. Цель - повышение достоверности прогноза за счет определения момента возникновения горного удара. В пределах шахтного поля измеряют тектонические поля напряжений и выделяют зоны активных разломов. За пределами этих зон и областей вызываемых ими повышенных напряжений устанавливают сейсмоприемники. Регистрируют упругие сейсмические волны. Измеряют амплитуды продольных Ар .и поперечных А С| волн, их длительности Ср и с , преобладающие частоты продольных fp и поперечных f волн и величину сейсмической энергии Е. По полученным данным определяют положение наиболее сейсмически активных зон. Для данных зон определяют отношение максимальных амплитуд поперечных и продольных волн, суммарную длительность продольных и поперечных волн, суммарную скорость волны разупрочнения и градиент сейсмической энергии за пяти- суточный интервал. По возрастанию данных параметров во времени определяют момент возникновения горного удара. 2 ил.

/ г

k

Изобретение относится к горному делу. Цель - повышение достоверности прогноза за счет определения момента возникновения горного удара. В пределах шахтного поля измеряют тектонические поля напряжений и выделяют зоны активных разломов. За пределами этих зон и областей вызываемых ими повышенных напряжений устанавливают сейсмоприемники. Регистрируют упругие сейсмические волны. Измеряют амплитуды продольных A_P и поперечных A_S волн, их длительности τ_P и τ_S, преобладающие частоты продольных F_P и поперечных F_S волн и величину сейсмической энергии E. По полученным данным определяют положение наиболее сейсмически активных зон. Для данных зон определяют отношение максимальных амплитуд поперечных и продольных волн, суммарную длительность продольных и поперечных волн, суммарную скорость волны разупрочнения и градиент сейсмической энергии за пятисуточный интервал. По возрастанию данных параметров во времени определяют момент возникновения горного удара. 2 ил.

Изобретение относится к области горного дела и предназначено для прогноза возникновения горных ударов,

Цель изобретения - повышение достоверности прочности за счет определения момента возникновения горного удара.

На фиг 1 показана схема установки сейсмоприемников; на фиг. 2 - зависимости изменения во времени Т пре- обладакидих частот продольньк fp и поперечных f волн; градиента gradjE сейсмичр-ской энергии за пя-тисуточньй интервал времени; скорости V волны разупрочнения; отношения АГ,Д,./АО „д максимальных амплитуд поперечных и продольных волн; суммарной длительности t продольных и поперечных зон.

Схема установки сейсмоприемников включает зону 1 активного прорастающего разлома, область 2 повышенно) концентрации напряжений, сейсмоприемники 3-8.

Способ осуществляют следующим образом.

СП

о to

00

00

3150

В пределах шахтного поля измеряют тектонические поля напряжений, определяют блочность строения шахтного поля и выделяют зоны активных про- растающих разломов и области, вызываемые ими, повышенной концентрации напряжений (фиг. 1), За пределами этих зон и областей устанавливают сейсмоприемники на расстояниях эффек- тивного радиуса чувствительности друг от друга, что позволяет при минимальном числе сейсмоприемников выявлять сейсмически активные зоны. Регистрируют упругие сейсмические волны, рас- пространяющиеся в массиве при возникновении сейсмических явлений энергетического класса К 72. По полученным сейсмограммам измеряют амплитуды продольных Ар и поперечных А, волн, их длительности tp и С: , определяют скорости распространения продольных УрИ поперечньк Vc, волн и преобладающие частоты продольных fp и поперечных f волн. По полученным данным оп ределяют положение наиболее сейсмически активных зон. Такими зонами считают зоны с уровнем сейсмической активности А 7 1 . При этом уровень сейсмической активности определяют как число сейсмических явлений, происшедших за время йТ в объеме AW массива горных пород. При подсчете учитывают сейсмические явления энергетического класса К 2, который оп- ределяется по значению сейсмической энергии события Е, К log Е.

Для вьделенных сейсмически актив- ньлх зон определяют степень устойчивости массива. Для этого дополнитель но определяют отношение максимальных амплитуд поперечных и продольных волн (,а , суммарную длительность продольных и поперечных волн Г Ср ,, суммарную скорость волны разупрочнения V и градиент сейсмической энергии явлений за пя- тисуточный интервал gradjE. Определяют изменение во времени указанных

параметров, а кроме того, изменение во времени преобладающих частот продольных fp и, поперечных f волн (фиг. 2). Рассмотренньш комплекс кинематических и динамических информативных параметров позволяет оценить устойчивость состояния массива горных пород в сейсмоактивной зоне и определить момент возникновения горного удара. Время приближения горног

, o 5 0 5 0 j

о

0

, ,

уДара характеризуется устойчивым возрастанием во времени суммарной длительности t продольных и поперечных волн, суммарной скорости волны разупрочнения V и градиента сейсмической энергии явлений , а также достижением максимальных значений преобладающих частот поперечных о, и продольных fp волн и отношение их амплитуд. Конкретное значение интервала времени Топаем. момента возрастания данных параметров до момента возникновения горного удара зависит от ряда горногеологических и горнотехнических условий разработки месторождения: размеров блоков горных пород, пришедших в неустойчивое состояние, уровня напряжений в зоне подготовки горного удара, прочности массива горных пород, энергии готовящегося горного удара и др. Поэтому для каждого месторождения время Топаем определяется экспериментально путем предварительных режимных наблюдений. Так для условий Североуральского месторождения бокситов интервал равен 10 сут.

Предлагаемый способ позволяет определять момент возникновения горного удара, что дает возможность повысить безопасность горных работ за счет своевременного проведения профилактических мероприятий по снижению удароопасности.

Формула изобретения

Способ прогноза горных ударов, включающий регистрацию упругих сейсмических волн с помощью сейсмоприемников, установленных на расстояниях эффективного радиуса чувстви-, тельности друг от друга, измерение амплитуд, продольных Ар и поперечных , их длительности tp и tj , определение преобладающих частот продольных fp и поперечных fg волн, определение сейсмической энергии Е явлений и вь целение по полученным данным наиболее сейсмически активных зон, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности прогноза за счет определения момента возникновения горного удара, предварительно проводят измерение техтони- ческих полей напряжений, вьреляют зоны aKTHBiibix разломов и устанавливают сейсмоприемники за пределами

JP

gradgf

IT

Д$, тех/л ft, тал г

ov-«

го

Редактор В. Бугренкова

, , , , -рИ Т.сут

30 W TO

Фu.Z

Составитель К. Лыков

Техред М.Дидык Корректор В.Гирняк

Фи&1

60 Т.сут