Устройство для контроля напряженного состояния массива горных пород Советский патент 1993 года по МПК E21C39/00 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для контроля напряженного состояния массива горных пород, определения координат горных ударов и очагов повышенной сейсмоакустиче- ской эмиссии.

Цель изобретения - повышение надежности контроля в условиях повышенного уровня электромагнитных помех.

Наличие элемента И и радиометрического канала обнаружения сигналов с указанными выше связями между собой и другими элементами устройства позволяет обнаружить наряду с сигналами акустической и электромагнитной эмиссии также и сигналы радиационной (гамма-кванты) эмиссии, возникающие в процессе трещи- нообразования в горных породах и регистрируемые датчиком радиометрического канала обнаружения.

Это позволяет регламентировать реги страцию и обработку акустической информации только в интервалы времени. соответствующие периоду процесса разрушения горных пород, выявленному по одно- временно принятым сигналам электромагнитной и радиационной эмис сии, что повышает надежность контроля на

00

о со о о

пряженного состояния массива горных пород в условиях повышенного уровня электромагнитных помех

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Устройство для контроля напряженного состояния массива горных пород содержит п акустических каналов 1 (п 3), каждый из которых состоит из последовательно соединенных датчика 2, усилителя 3, управляю- щего 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 из последова- тельно соединенных субблоков вычисления 8, памяти 9 и регистрации 10, а также субблока управления (синхронизации) 11. выход которого подсоединен к управляющим входам субблока вычисления 8, субблока па- мяти 9, АЦП 5 и селекторов 6, формирователь 12 временных интервалов, задатчик 13 временных интервалов, канал 14 обнаружения сигналов электромагнитной эмиссии, состоящий из последовательно соединен- ных антенны 15, приемно-усилительного блока lt и блока 17 обнаружения электромагнитной эмиссии.

Устройство дополнительно снабжено элементом И 18 и радиометрическим кана- лом 19 обнаружения сигналов. Выход канала 14 обнаружения сигналов электромагнитной эмиссии (выход блока 17) подключен к. первому входу элемента И, выход которого подключен к первому входу формирователя 12 временных интервалов, а радиометрический канал 19 обнаружения сигналов выполнен из последовательно соединенных датчика 20, ФЭУ 21, усилителя 22 и дискриминатора 23. Выход дискрими- натора 23 является выходом радиометрического канала 19 обнаружения сигналов и соединен со вторым входом элемента И 18.

Второй вход формирователя 12 временных интервалов соединен с выходом суб блока управления 11, а третий вход - с выходом задатчика 13 временных интервалов. Входы управляющих ключей 4 параллельно соединены с выходом формирователя 12 временных интервалов.

Радиометрический канал 19 обнаружения сигналов выполнен из стандартных блоков и узлов;

датчик 20 - например, сцинтилляцион- ный детектор;

дискриминатор 23 - устройство, выделяющее электрические импульсы в заданном диапазоне амплитуд, соответствующие гамма-квантам, образующимся в процессе разрушения горных пород.

Блоки 20.21,22 и 23 применяются по своему прямому назначению и серийно выпускаются нашей промышленностью.

Устройство работает следующим образом.

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

Сигналы (импульсы) электромагнитной эмиссии (ЭМЭ), также возникающие в процессе трещинообразования в горных породах, и сигналы электромагнитных помех принимаются антенной 15 (датчиком электромагнитной эмиссии) канала 14 обнаружения сигналов ЭМЭ и после усиления в приемно-усилительном блоке 16 поступают на вход блока 17 обнаружения сигналов ЭМЭ. Блок 17 при поступлении на его вход сигналов, соответствующих определенным заранее установленным критериям (интенсивности, напряженности электромагнитного поля: см. Ж. Безопасность труда в промышленности, 1984 г, № 10),выдает команду разрешения на первый вход элемента И 18.

Сигналы (импульсы) радиадионной эмиссии (гамма-кванты), также возникающие в процессе трещинообразования в горных породах, принимаются датчиком 20 блока 19, преобразовываются в электрические импульсы с помощью ФЗУ 21, усиливаются усилителем 22 и поступают на вход дискриминатора 23, который выделяет из спектрального распределения амплитуд импульсов участок спектра, соответствующий. . гамма-квантам, возникающим в результате трещинообразования в горных породах, и, в соответствии с интенсивностью гамма-излучения в выделяемом участке спектра выдает команду разрешения на второй вход элемента И 18.

При одновременном присутствии сигналов разрешения с выходов блоков 14 и 19 на первом и втором входах элемента И 18, на выходе последнего формируется команда запуска, поступающая на первый вход формирователя 12 временных интервалов, который при помощи задатчика 13 временных интервалов формирует и подает команду разрешения с фиксированной длительно

каналом обнаружения сигналов, при этом выход канала обнаружения сигналов электромагнитной эмиссии подключен к первому входу элемента И, выход которого подключен к первому входу формирователя временных интервалов, а радиометрический канал обнаружения сигналов выполнен из

последовательно соединенных датчика радиометрических сигналов, фотоэлектронного умножителя, дополнительного усилителя и дискриминатора, выход последнего является выходом радиометрического канала обнаружения сигналов и соединен со вторым входом элемента И,

Сущность: устройство включает п акустических каналов (1). каждый из которых состоит из датчика (2). усилителя (3), управляющего ключа (4), АЦП (5), селектора (6), блок измерения (7), включающий блоки вычисления (8), памяти (9), регистрации (10), синхронизации (11), формирователь временных интервалов (12), задатчик временных интервалов (13), канал обнаружения сигналов электромагнитной эмиссии, состоящий из антенны (15), приемно-усилитель- ного блока (16), блока обнаружения электромагнитной эмиссии (17), элемент И