Способ прогноза разрушения массива горных пород Советский патент 1990 года по МПК E21C39/00 

Изобретение относится к горному делу и предназначено для контроля начала разрушения массива горных пород при изменении его напряжен- -но-деформирован«ого.состояния.

Цель изобретения - повышение достоверности прогноза.

На чертеже представлена схема реализации способа.

На схеме показаны забой 1 выработки, скважина 2, преобразователь 3 электромагнитного излучения, усилитель 4 и анализатор 5 спектра.

Физическими предпосылками способа является тот факт, что перед разрушением массива в весьма коротком промежутке времени происходит возникновение большого числа новых микротрещин и затем их прорастание. Поскольку трещины излучают сигналы

электромагнитного излучения (ЭМИ) с частотами, обратно пропорциональными их размерам, то в момент зарождения микротрещин наблюдается увеличение амплитуды сигналов ЭМИ, а их

частота является максимальной. По мере прорастания трещин и увеличения их размеров частота максимума спектральной плотности снижается. Сравнивая изменения амплитуд максимумов спектральной плотности во времени и по частоте, можно выделить момент зарождения микротрещин, т.е. момент начала разрушения массива.

4 Способ осуществляют следующим

.образом.

В массиве горных пород, например в забой 1 выработки пробуривают скважину 2 и устанавливают в нее преобразователь 3 ЭМИ, представляющий соУ1

3 1C Јь Јь

бой магнитную ферритовую стержневую антенну. По мере отработки массива в приконтурной зоне имеет место при- грузка, сопровождающаяся трещинооб- разованием. Возникновение и развитие трещин влечет за собой излучение электромагнитных импульсов (ЭМИ), которые регистрируют преобразователь 3 и через усилитель 4 подает на вход анализатора 5 спектра. На экране анализатора отражается спектральная характеристика зарегистрированного импульса (или серии импульсо ЭМИ. Измеряют амплитуду максимума с спектральной плотности импульса и частоту, которой она соответствует. Такие измерения проводят каждый раз по приходе каждого последующего импульса ЭМИ (или серии импульсов), сравнивая величины амплитуд, полученных при предыдущих и последующих измерениях, а также частот, которым соответствуют эти амплитуды. После этого определяют изменение величин амплитуд и соответствующих им частот, а затем скорость изменения максимальной сйектральной амплитуды по времени и скорость изменения максимальной спектральной амплитуды по частоте. Далее сравнивают величины скоростей, полученных при посл-едую- щих измерениях с предыдущими, и по одновременному уменьшению обеих скоростей судят о начале разрушения массива.

В таблице представлены значения максимальных спектральных амплитуд, распределенных во времени и по частоте, полученные при измерениях в массиве.

Например, в момент времени t

1

равный 15,87 м/с от начала регистрации пришел импульс ЭМИ AtMrtkt спекра 754 отн. ед. на частоте ff 500 Гц. В следующий момент зарегистрировано t4 17,78 м/с, А2Мякв- спектра 830, f 650 Гц.

После этого определяют изменение величины максимальной амплитуды дА А2 - А., 76, частота дЈ

- f.

f 150 Гц (0,15. кГц) и времени

itf tg - tf 1,91 м/с. Затем определяют скорость V изменения максимальной спектральной амплитуды по времени Tfyt 39,79 и по частоте % 506.

Аналогичным образом проводят измерение последующих зарегистрированных импульсов. После этого определяют

0

5

0

5

0

5

0

5

Q

V2t,

.

,.« .,

V«t и , V,f,...,

v3t

Например, Ы,85, V3t

48,5, V,t 42,85; 21,2Ь, V6t 4,08, 622, tf,f 427, 369,,V.f 34,7.

Из полученных данных видно, что вначале скорость изменения максимальной спектральной амплитуды по времени возрастает с величины Vj t 39,79 до 51,85, а затем во всех последующих измерениях имеет тенденцию к уменьшению.

Скорость изменения максимальной спектральной амплитуды по частоте в эти же моменты времени также вначале увеличивается со значения Vy f 506 до 622, а затем также монотонно убывает. По такому уменьшению обеих скоростей судят о начале процесса разрушения массива.

Способ позволяет повысить достоверность прогноза за счет определения момента времени, соответствующего началу разрушения массива.

Формула изобретения

Способ прогноза разрушения массива горных пород, включающий регистрацию во времени эмиссионных импульсов в массиве и определение частоты их 1 максимума спектральной плотности, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности прогноза, одновременно измеряют амплитуду максимальной спектральной составляющей, определяют скорости изменения амплитуды по времени и по частоте и по одновременному уменьшению обеих скоростей определяют начало разрушения массива, при этом в качестве эмиссионных импульсов регистрируют импульсы электромагнитного излучения.

s/r 777 fff ssr

Изобретение относится к горному делу. Цель - повышение достоверности прогноза. В скважине, пробуренной в массиве горных пород, устанавливают преобразователь импульсов электромагнитного излучения. Регистрируют сигналы электромагнитного излучения и измеряют амплитуду и частоту их максимума спектральной плотности. Измерения проводят для каждого последующего импульса ЭМИ. Определяют изменения амплитуды и частоты импульсов, затем скорости изменения амплитуды по времени и частоте. По одновременному уменьшению обеих скоростей определяют начало разрушения массива. 1 табл., 1 ил.

Составитель К.Лыков Редактор О.Головач Техред Л.Олийнык

Заказ 1042

Тираж 391

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Корректор М.Кучерявая

Подписное