Способ сейсмического контроля параметров разрабатываемого горного массива Советский патент 1993 года по МПК E21F5/00 

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано в очистных забоях при подземной разработке угольных пластов, склонных к газодинамическим явлениям.

Цель - повышение надежности идентификации свойств разрабатываемого горного массива.

На фиг. 1 приведена схема генерирования искусственного акустического сигнала через один и тот же разрабатываемый участок горного массива в прямом (а) и обратном (б) направлениях, где 1 - генератор искусственного акустического сигнала, 2 - сейсмоприемник, 3 - кливажные трещины.

На фиг. 2 приведена схема установки сейсмоприемника на идентифицируемом участке разрабатываемого горного массива, где Ri и R2 - расстояния от границ идентифицируемого участка горного массива, 2 - сейсмоприемник, 3 - кливажные трещины. В средней части очистного забоя на обнаженную плоскость непосредственной кровли пласта устанавливают сейсмоприемник и прикрепляют его к кровле алебастром. С расстояния, заведомо не превышающего радиуса действия применяемого сейсмоприемника, в горный массив генерируют ис- кусственный акустический сигнал. Амплитуду акустического сигнала измеряют сейсмоприемником. Затем источник генерирования искусственного акустического сигнала и сейсмоприемник меняют местами. В горный массив вновь генерируют ис- кусственный акустический сигнал, а сейсмоприемником измеряют его амплитуду. Определяют величину отношению амплитуд акустического сигнала, измеренного

s|

00 ЧЭ 4 СО

сейсмоприемником, при генерировании через один и тот же участок горного массива в прямом и обратном направлениях: Ai/A2, где Ai и А2 - амплитуды акустического сигнала, измеренные сейсмоприемником при генерировании соответственно в прямом и обратном направлениях, мВ. После этого определяют место установки сейсмоприем- ника на идентифицируемом участке горного массива по форйуле

Л1 1

R2 А2

где RI и R2 - расстояние от сейсмоприемни- ка до границ идентифицируемого участка горного массива, м. При установке сейсмоп- риемника контролируют, чтобы большее расстояние от сейсмоприемника до границ идентифицируемого участка горного массива всегда соответствовало лучшей проводимости от нее акустических колебаний.

Генерирование искусственного акустического сигнала через один и тот же участок горного массива необходимо для того, чтобы ликвидировать влияние на амплитуду сигнала неодинаковых зон разгрузки по длине забоя и неизбежного неидентичного рассеивания на них акустических колебаний. Кроме того, этот прием позволяет уменьшить влияние на параметры акустического сигнала неоднозначности резонирующих свойств вмещающих пласт горных пород.

Генерирование искусственного акустического сигнала в прямом и обратном направлениях позволяет выявить, а затем при установке сейсмоприемника учесть влияние направления кливажа на акустическую проводимость горного массива.

Рекомендуемая установка сейсмоприемника на идентифицируемом участке пласта позволяет добиться инвариантности его показаний к направлению кливажа в горном массиве и за счет этого более надежно идентифицировать аномальные его свойства, проявляющиеся в изменении параметров состояния призабойной части пласта.

0

5

0

5

0

Пример. Способ апробирован при отработке пласта hy шахты им. газеты Социалистический Донбасс, мощность пласта 0,9 м, длина лавы 120 м. В средней части лавы на обнаженную плоскость непосредственной кровли с помощью алебастра установили сейсмоприемник СВ-20. В 20 м от установленного сейсмоприемник по пласту наносили тестовые нормированные удары, а сейсмоприемником измеряли среднюю амплитуду акустических колебаний от них; Ai 25 мВ. Затем тот же сейсмоприемник установили на непосредствен- ную кровлю пласта в месте тестирования ударами горного массива, а удары наносили по угольному забою в месте первоначального расположения сейсмоприемника. Сейсмоприемником измерили средний уровень акустических колебаний А2 75 мВ, Определили величину отношения амплитуд акустических сигналов, прошедших через один и тот же участок

Ai 25 горного массива длиною 20 м: -т- -. ПоА2 7Ь

еле этого в очистном забое, длина которого 120 м, установили сейсмоприемник на таком расстоянии от границ этого очистного забоя, чтобы отношение расстояний от сейсмоприемника до указанных границ было равно отношению амплитуд акустических сигналов, измеренных при генерировании в тех же направлениях.

25

75

j 3

30 90

Таким образом, со стороны большей акустической проводимости горного массива сейсмоприемник находился на расстоянии 90 м от оконтуривающей забой подготовительной выработки, а со стороны меньшей - на расстоянии 30 м.

Предложенное место установки сейсмоприемника позволило обеспечить инвариантность его показаний относительно направления кливажных трещин горного массива и за счет этого добиться большей надежности идентификации свойств разрабатываемого пласта на всем протяжении по- двигания очистного забоя.

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности. С целью повышения надежности идентификации свойств разрабатываемого участка горного массива через него с расстояния, не превышающего радиус действия сейсмоприемника, генерируют искусственный акустический сигнал в прямом и обратном направлениях. Определяют отношение амплитуд акустического сигнала, прошедших через разрабатываемый участок в прямом и обратном направлениях. Сейсмоприемник устанавливают на таком удалении от его границ, при котором отношение расстояний до этих границ равно отношению амплитуд акустических сигналов, измеренных при генерировании втех же направлениях. 2 ил. (Л С

Формула изобретения Способ сейсмического контроля параметров разрабатываемого горного массива, включающий установку сейсмоприемника на обнаженную поверхность горного массива, генерирование в него искусственного

акустического сигнала с расстояния, не превышающего радиуса действия сейсмоприемника, измерение параметров сейсмических колебаний исследуемого участка и определение по ним места установки сейсмоприемника на идентифицируемом

участке, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности идентификации свойств разрабатываемого горного массива путем учета влияния кливажа на рассеивание акустического сигнала, искусственный акустический сигнал генерируют через один и тот же исследуемый участок

массива в прямом и обратном направлениях, а сейсмоприемник устанавливают на таком удалении от границ идентифицируемого участка, при котором отношение расстояний до границ равно отношению амплитуд акустических сигналов, измеренных при генерировании в тех же направлениях.