Устройство для контроля напряженного состояния массива горных пород Советский патент 1991 года по МПК E21C39/00 

Изобретение огносится к горному делу и мо/кет быть использовано для контроля состояния массива горных пород, нмистра- пии координат горных ударов и очагов повышенной сейсмоакустической эмиссии.

Цель изобретения - повышение надежности контроля напряженного состояния массива горных пород.

На чертеже изображена структурная схема, поясняющая работу устройства.

Устройство содержит п-акустически.х каин, юв 1 (). каждый из которых состоит и последовательно соединенных датчика 2, усилителя 3, ключа 4, аналого-цифрового преобразователя (АЦП)5 и селектора 6, выход которого соединен с соответствующим номеру канала входом блока измерения 7. состоящего в свою очередь и последовательно соединенных субблоков вычисления 8, памяти 9 и регистрации 10, а также субблока управления (синхронизации) 11, выход которого соединен с управляющими входами АЦП 5. селектора 6, субблоков вычисления 8, памяти 9 и вторым (синхронизирующим) входом формирователя временных интервалов 12, третий (задающий) вход которого соединен с выходом задатчика временных интервалов 13, причем первый (задающий) вход формирователя временных интервалов 12 соединен с выходом канала обнаружения сигналов электромагнитной эмиссии (КОС ЭМЭ) 14. который состоит из последовательно соединенных антенны 15. приемо- усилигельного блока 16 и блока обнаружения ЭМЭ 17, а выход формирователя временных интервалов 12 параллельно соединен с управляющими (вторыми) входами ключей 4.

Устройство работает следующим образом.

В акустических каналах 1 датчиков 2 принимаются акустические сигналы, возникающие в процессе трещинообразования в горных породах, а также сигналы акустических помех, вызванных работой технологического оборудования, преобразовы- ваются в электрические сигналы, которые усиливаются усилителями 3 и поступают на входы ключей 4, которые в исходном состоянии закрыты

Сигналы (импульсы) электромагнитной эмиссии (ЭМЭ), также возникающие в процессе трещинообразования в горных породах, принимаются антенной (датчиком ЭМЭ) 15 канала обнаружения сигналов ЭМЭ 14 и после усиления в присмно- усилтедыюм блоке 16 поступают на вход блока обнаружения сигналов ЭМЭ 17. Блок обнаружения сигналов ЭМЭ 17 при поступлении на его вход сигналов, соответствующих определенным заранее установленным критериям (интенсивности, напряженности электромагнитного поля), выдает команду запуска на вход формирователя времен

4

ных интервалов 12. После этого формирователь временных интервалов 12 при помощи задатчика временных интервалов 13 формирует и подает команду разрешения на управляющие входы ключей 4. Причем время задержки TI от момента обнаружения сигнала ЭМЭ до начала команды разрешения и длительность импульса команды разрешения (интервала измерения т«.)

определяются в зависимости акустических колебаний д в мом массиве горных пород контролируемой зоны Ј.

от скорости контролируе- размеров

и

,д г

Ьт 7

Ч

расстояние от центра датчиков, установленных групповым методом, до начала контролируемой зоны (минимальный радиус); расстояние от датчиков до конца контролируемой зоны (максимальный радиус).

Тогда

25

&

Ti. Tu,

т«.

0

5

0

5

0

5

При наличии коман ш разрешения на управляющих входах ключей 4 сигналы с выхода усилителей 3 проходят на входы АЦП5, где преобразуются в цифровую форму и затем поступают на входы селекторов 6. В селекторах 6 производится цифровая обработка и выделение за интервал времени т„ из общего сигнала, вызванного помехами и акустической эмиссией горных пород, полезных сигналов, т. е. вызванных акустической эмиссией. После чего сигналы в цифровом виде поступают на соответствующие входы субблока вычисления 8 координат и затем полученная информация через субблок памяти 9 выводится на субблок регистрации 10. Субблок управления служит для управления (синхронизации) устройства, для чего его выход соединен с управляющими входами АЦП о, селекторов 6, субблоков вычисления 8, памяти 9 и формирователя временных интервалов 12.

Формула изобретения

Устройство для контроля напряженного состояния массива горных пород, содержащее не менее трех идентичных акустических каналов, каждый из которых состоит из последовательно соединенных датчика, усилителя, аналого-цифрового преобразователя, селектора, выход которого соединен с одним из входов блока изме Ј ения, состоящего и последовательно соединенных субллоков вычисления, памяти, регистрации, и субблок управления, выход которого подсоединен к одному ш входов субблока вычисления и субблока памяти. отличающееся тем, что, с целью повышения надежности контроля напряженного состояния массива горных пород, введены формирователь временных интервалов, задатчик временных интервалов, канал обнаружения электромагнитной эмиссии, включающий последовательно соединенные антенну, приемно-усилительный блок и блок обнаружения электромагнитной эмиссии, а в

каждый акустический канал последовательно между входом усилителя и входом аналого-цифрового преобразователя дополнительно введены управляющие ключи, входы которых параллельно соединены с входом формирователя временных интервалов, первый вход которого соединен с выходом канала обнаружения сигналов электромагнитной эмиссии, причем второй вход формирователя временных интервалов соединен с выходом субблока управления, а третий входс выходом задатчика временных интервалов.

Изобретение относится к горному дету и позволяет с повышенной надежное.т ью контролировать напряженное состояние массива горных пород Устройство состоит из не менее трех идентичных акустических каналов 1, выходы которых подключены к блокх 7 измерения, канала 14 обнаружения электромагнитной эмиссии (ЭМЭ). формирователя 12 и задатчика 13 интервалов Каждый канал 1 состоит и последовательно соединенных датчика 2, усилителя 3, управляющего ключа (УК) 4, АЦП 5 и ee. ehiopa Г Ьлок 7 измерении eoiio ит in последовательно i ос шненных ty66.io ков ьычис 1ении 8, памяти 9 и peinci рации 10 К субблоку 8 подключен с б блок 11 управления Канал 14 сосшит и( последовательно соединенных антенны 15. приемоу сидителыюго блока 1Г и б юки 17 обнаружения ЭМЭ Выход б юка 17 по i ключен к одном ш входов фпрмиров.пе 1Я 12, КО НЮрч ВХОД Koiopoid по кчючен (адатчик Л РЗыход формирован ля 12 сое шнен с параллельно cot. пшенными входами УК 4 При наличии ко манды разрешения H.I управляющих вхо дач NK 4 сшналы i выхои леи 3 проходят M.I вхо 1Ы ЦП 5, i ic преобра л Ю1 ся в пиф|юв ю (ропм. ,i i.iicM поступают на входы селектором ь цчч производи гсч цифровая обработка и вь;де лепие .| шперяа i времени н обпимо сигнала полезных сипыюв, е вьмван ныч акустической миссией В an, виде сшналы поступаю в блоп 7. i ц регистрируются II С.ТУ/К.П для син- чрони ации ycrpcjHciBci Pa р(чиаЮ|Ции inr нал на УК 4 nociynaei с выхоы СЮР- ущровате.тя 12 по сшна ам с выхоы блока 17 обнаружения ЭЧЭ I :и нмыюс 11, ИМПУ команды разрешения onpi имяеп я датчиком 13 1 ил U5 (Л С5 го J О5 со ел