Способ определения выбросоопасных участков угольного пласта при ведении горных работ в очистных и подготовительных выработках Советский патент 1981 года по МПК E21F5/00 

Добротность горного массива, принятого за колебательную систему, опре деляют по формуле ч- ч где Q - добротность горного массива; частота с максимальной ампли тудой в спектре сигнала, Гц f,j минимсшьная и максимальная частоты в спектре с амплитудой равной 0,7 от максималь ной амплитуды, Гц. Сущность способа заключается в следующем. В угольный пласт на расстоянии 5-10 м от источника упругих колебаний на глубину 2-6 м бурят скважину и помещают в нее сейсмоприемник любого типа, пригодный для регистрации колебаний в звуковом диапазоне частот. Сигнал, возбуждаемой в забое выработки любым источником (выемочHUNBi или бурильными механизмами, механическим ударом или взрывом), проходит через массив, поступает на сей смоприемник и регистрируется на ферромагнитной ленте, причем при записи сигнала в шахте выход сейсмопри .емника включают непосредственно на вход магнитофона, а при записи сигнала на поверхности передача сигнала осуществляется при помощи серийной аппарату{Hd ЗУД. Спектральный анализ сигнала произ водят каждые 25 мин работы механизмов в забое или анализируют каждый взрыв или удар. Дпя спектрального анализа применимы любые спектроанализаторы параллельного или последовательного действия с полосой пропус кания около 30 Гц (+20%) и частотным диапазоном от 200 до 2500 Гц. Определение амплитуд частотных составляю щих спектра сигнала производят через каждые 50 Гц, начиная с 200 Гц. в случае использования-в качестве анализатора набора фильтров или избирательного усилителя, удовлетворяюк х вьшёприведенн1л 1 характеристикам, при меняется любой блок регистрации максимальной амтшитудоа сигнала, наприме импульсный вольтметр. В табл. 1 и на фиг. 1 приведен частотно-амплитудный спектр сигнала от работы отбойного молотка в очистной выработки пласта hg - Прасковиев ский на шахте им. газеты Социалисти ческий Донбасс производственного объединения Донецкугрль (Дойбасс) в безопасной по выбросам зоне. Ампли туда частотных составляющих спектра выражена в условных единицах, т. е. вычислена как отношение амплитуды д ной частотной составляюЕчей (А;;) к максимальной амплитуде (Ад) в спект (А,-/ А jj). Добротность горного масси а как Голебательной системы опредеяются по формуле (1). Значения часот f 1 л определяют по графику спектра как абсциссы точек спектра с амплитудой, равной 0,7 от максимальной амплитуды или. по формуле : , f . 5Q(0,7Ao-Ao-i) N- O-| А - А. . ОН4-10-i . .50(0,7Ао-АоН РМ O+i-i 0+i где fg - первое значение частоты перед спектральным максимумом с амплитудой меньшей или равной 0,7 Гц; - значение амплитуды спектра для частоты fj. усл. ед. или MB; значение амплитуды спектра для частоты, последующей за ,усл. ед. или мв; первое значение частоты после спектрального максимума с г1МШ1итудой меньшей или равной О,7 Ад, Гц - значение амплитуды спектра для частоты f. , усл. ед. или MB; значение амплитуды спектра для частоты, предшествую«чей f(, , усл. ед. или мв 50 - щаг анализа спектра, Гц. Добротность сигнала, определенная таким образом, равна 3,5. В табл. 2 и на фиг. 2 приведена та же характеристика для того же пласта в выбросоопасной зоне. Добротность равна 11,5. Способ применяется для прогноза выбросоопасности угольного пласта в любой выработке в процессе выемки угля отбойным молотком, комбайном, . взрывным способом, при бурении шпуров или скважин по углю) источником колебаний могут быть также удары по пласту, взрывы зарядов ВВ или детонаторов. Прогноз не зависит от естественной сейсмоактивности горного массива. Область применения предложенного слое об а распространяется на все вьфаботки, проходимые на выбросоопасиых пластах, а сам способ не связ{№ с и |«ервнием скс юстных параметров сиги ал а и уроэня естественной сейсмоактивности горного массива. Способ позволяет увеличить точность определения выбросоопасных участков угольного пласта, прогностическим щжзнаком служит добротность, которая является мерой затухания сигнала в связи с напряженным состоянием пласта. Если увеличение выбросоопасности изменяет положение спектргшьного максимума на 20-30%,.. то добротность, а значит и затухание сигнала изменяется на 200-300% и больше, таким образом увеличивается точность определения выбросоопасных участков.

Таблица 1

0,59

293 0,61 0,60

288 1,00

480

408 0,23

110

96 0,20 0,11

53 0,09

43 0,06

29

24 0,05 0,06

29

0,07

34 19 34 43 34 0,04 0,07 0,09 0,07 0,07 .34 14 14 0,03 0,03

071F

104

117

0,17

0,14

97

0,14

. 97

0,25

173

1,00

690

138

0,20,

fg - 350 Гц

f, - 300 . 313 ГЦ

f . 450 50(0,7-0,23) . Гц Ч.0,85-0,23

f О ..

3,5 fj-f

to

3,5

чТаблица 2

frt- 450 ГЦ

f , 400 + 50(0,7-0,25) 30 Гц

1-0,25

0,14

97

0,13

90

0,17 117

0,09

62 55 48 48 48 28 35 28 21 14 7 7

О, 08

0,07

0,07

0,07

О ,04

0,05

0,04

0,030,02

0,01

0,01

Формула изобретения

Продолжение табл. 2,

, . -500 - Q;y-Q - 469 ГЦ

Q 11,5

ротности Q горного массива, определенной при ведении горных работ в очист 5 ных выработках, большем или равном 10, участок угольного пласта относят к выбросоопасным а при значении добротности Ч горного массива, определенной при ведении горных работ в подготовительных выработках, большем или равном 8/ участок угольного пласта также относят к выбросоопасным.

2. Способ по п. 1, отлича55 JO щ и и с я тем, что добротность горного массива, принятого за колебательную систему, определяют по формуле

fo

faQ - добротность горного массива; .fjj - частота с максимальной амплитудой в спектре сигнала, Гц;

f - минимальная частота в спектре с амплитудой, равной 0,7 от максимальной амплитуды спектра, Гц}

f - максимальная частота в спектре с амплитудой, равной 0,7 от максимальной амплитуды спектра, Гц.

Источники информации ринятЕле во внимание при экспертизе

т т т wтsaoтшзввюве ./гае ме /лг /ляс

- f.J.J

ff ft

//r/v

Частота ffl,/ Ла/

.§

S

I

csS с

(