Способ определения глубины залегания очага динамических явлений в массиве Советский патент 1990 года по МПК E21C39/00 

Изобретение относится к горному делу и предназначено для вьщеления очага динамических явлений (внезапные выбросы угля и газа, горные удары) в массиве горных пород и определения координат очага этих явлений. . Цель изобретения - повышение точности определения глубины и направления залегания очага динамических яв- . лений в массиве.

. На чертеже представлена функциональная схема устройства, реализующего данный способ...

Прииилп азимутальной двухкомпонентной амплитудной оценки импульсов реализован в устройстве двухкомпонентной системой направленных,антенн и блоками последующей обработки сигналов.

Устрбйство содержит двухкомпонентную систему направленных антенн 1, причем одна из них является«Х-ради- альной по линии точек -приема, другая - Y-тангенциальной, перпендикулярной X, при этом Х-радиальная антенна последовательно соединена с усилителем 2 и детектором 3, а Y-тангенциальная антенна последовательно соединена с усилителем 4 и детектором 5, причем сигналы с детекторов 3 и 5 подаются на блок 6 сравнения сигналов по амплитуде, а параметры уси05

о: о: о 00

10

15

пителей 2 и 4 и детекторов 3 и 5 соответственно идентичны, а также акустический преобразователь 7, последо- зательно соединенный с усилителем 8 и детектором 9, выход которого соединен с первым входом измерителя 10 временных интервалов, второй вход которого соединен с выходом детектора 3, причем выходы блоков 6 сравнения сигналов по.амплитуде и измерителя 10 временных интервалов соединены с входом счетно-решающего устройства 11, которое соединено с графопостроителем или дисплеем 12.

Способ осуи ествляют следующим образом.

Для исследз емого участка массива предварительно определяют скорости распространения акустических и элект- 20 ромагнитпых импульсов..Затем в точке регистрации располагают РЯДОМ двухком- пьнентную систему направленных антенн 1 и акустический преобразователь 7. Электромагнитный импульс, пришедший 25 из очага динамического явления, принимается двухкомпонентной системой направленных антенн 1, причем в каждой точке приема приходящий сигнал возмущения раскладывается на две компо- нфнты: радиальную - X и тангенциальную - Y. При этом в лзобой момент вбемени каждой из компонент вьщеляЮ

Д1

ф;

- , fi vci/j,jrictjibJHaH

и jY- тангенциальная составляющие лри- сигнала электромагнитного из- лл чения усиливаются соответствующими усилителями 2 и 4 с равными ко- э(} фициентами усиления и детектируются соответственно детекторами 3 и 5 с идентичными параметрами.,

Продетектированные сигналы поступают в блок 6 сравнения сигналов по амплитуде, где эти сигналы делятся один на другой в установленной зависимости (например Y/X). Тогда сигнал на выходе этого блока будет про- порционален тангенсу угла лучевого подхода общего сигнала возмущения от очага к точке приема. Эта пропорциональность сохраняется в лобой момент времени независимо от формы и энер- гин общего сигнала. Пределы изменения выходного сигнала блока 6 сравнения указывают на доминирование одной из компонент „приема, а сам выходной

30

сигнал является азимутом направления н а очаг динамических явлений. Одновр -менно продетектированный сигнал одно из составляющих (например Х-радиальной) поступает на вход измерителя 10 временных интервалов, запуская его. В то же время импульс акустической эмиссии, сопровождающий импульс элек ромагнитной эмиссии в очаге динамиче кого явления и пришедший с некоторым запаздыванием относительно электромагнитного импульса, принимается аку тическим преобразователем 7, усилива ется усилителем 8, затем детектируется детектором 9 и подается на второй вход измерителя 10 временных интервалов, останавливая его. Значение интервала временной задержки импульса акустической эмиссии относительно импульса электромагнитной эмиссии с измерителя 10 временных интервалов по ступает на первьй вход счетно-решающего устройства 11, на второй вход которого подается с блока 6 сравнения сигналов по амплитуде сигнал, экви- валентньй азимуту направления на очаг динамических явлений. Выходной сигнал со счетно-решающего устройства 11 подается на графопостроитель Или дисплей 12.

Формула изобрет

е н и я

ся сигналы, пропорциональные один

.TrTZl L Т- ™;Гь„ °, ЗЗ „ о„ределе„„„ ™,, залег, Vv upwe. л радиальнаяния очага динaмичerJ -мv и,.г,-ь.„,-, „

ния очага динамических явлений в массиве, основанный на одновременной регистрации импульсов акустической и электромагнитной эмиссии в массиве, 4Q определение временного интервала между моментами прихода импульсов электромагнитной и акустической эмиссии и расстояния до очага динамических явлений как произведение временного Д5 интервала между моментами прихода импульсов акустической- и электромагнитной эмиссии на скорость распространения акустической волны в массиве, отличающийся тем, что, с 5Q целью повьш1ения точности определения глубины и направления залегания очага динамических явлений в массиве, ре- -гистрацию импульсов акустической и электромагнитной эмиссий осуществля- 5 ют только в одной точке массива, производят азимутальную двухкомпонент- ную амплитудную оценку импульсов электромагнитного излучения измеренных с помощью двухкомпонентной сиете0

5

0

сигнал является азимутом направления н а очаг динамических явлений. Одновре- -менно продетектированный сигнал одной из составляющих (например Х-радиаль . ной) поступает на вход измерителя 10 временных интервалов, запуская его. В то же время импульс акустической эмиссии, сопровождающий импульс электромагнитной эмиссии в очаге динамического явления и пришедший с некоторым запаздыванием относительно электромагнитного импульса, принимается акустическим преобразователем 7, усиливается усилителем 8, затем детектируется детектором 9 и подается на второй вход измерителя 10 временных интервалов, останавливая его. Значение интервала временной задержки импульса акустической эмиссии относительно импульса электромагнитной эмиссии с измерителя 10 временных интервалов поступает на первьй вход счетно-решающего устройства 11, на второй вход которого подается с блока 6 сравнения сигналов по амплитуде сигнал, экви- валентньй азимуту направления на очаг динамических явлений. Выходной сигнал со счетно-решающего устройства 11 по дается на графопостроитель Или дисплей 12.

Формула изобрет

е н и я

16136086

мы направленных антенн и по соотно- ределяют направление залегания очага шению между амплитудами импульсов оп- динамических явлений.

Изобретение относится к горному делу. Цель - повышение точности определения глубины залегания очага динамических явлений в массиве. Одновременно регистрируют импульсы акустической и электромагнитной эмиссии только в одной точке массива. Определяют временной интервал между моментами прихода импульсов электромагнитной эмиссии и расстояние до очага динамических явлений, как произведение временного интервала между моментами прихода импульсов акустической и электромагнитной эмиссии на скорость распространения акустической волны в массиве. Производят азимутальную двухкомпонентную амплитудную оценку импульсов электромагнитного излучения измеренных с помощью двухкомпонентной системы направленных антенн. По соотношению между амплитудами импульсов определяют направление залегания очага динамических явлений. 1 ил.

-