Способ оценки напряженного состояния массива горных пород

 

Изобретение относится к горному делу. Цель изобретения - повьшение точности оценки за счет улучшения качества селекции сигналов акустической эмиссии. Создают в массиве источник сигналов акустической эмиссии . Эталонные спектры определяют во время технологического перерыва. Подбирают чувствительность приемного устройства так, чтобы расстояние до ближайшего источника шумов в 2-3 раза превышало радиус его чувствительности к сигналам акустической эмиссии . Выделяют сигналы на фоне помех и определяют интенсивности выделенных сигналов. Определяют амплитудночастотный спектр каждого регистрируемого сигнала. Сравнивают между собой величины коррекции сигналов с предварительно определенными эталонами амплитудно-частотных спектров различных типов сигналов акустической эмиссии и технологических шумов. Вьоделяют сигналы, величина коррекции спектра которых с эталонным спектром сигналов акустической эмиссии максимальна . Для повьшения информатив-. ности амплитудно-частотный спектр регистрируемого сравнивают по крайней мере с двумя эталонами спектра, соответствующими стадиям деформации массива. 2 з.п. ф-лы, 1 ил. I (Л

СОЮЗ СОжТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

00 (59 4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4130247/22-03 (22) 06.06.86 (46) 29.02.88. Бюл. N 8 (75) P.À.Ахметгареев и М.А.Ахметгареев (53) 622.235 (088.8) (56) Кузнецов С.В. Опыт США по контролю горного давления и прогнозирования горных ударов. — Тез.докл.

Всесоюзного научно-технического семинара "Распространение передового опыта разработки, внедрения и эксплуатации систем и средств автоматизации на горнодобывающих предприятиях цветной металлургии". 1984, с.65-68.

Винокур Б.Ш. и Стороженко А.Г.

Прогноз удароопасности на основе вы- сокочастотной акустической эмиссии.—

Безопасность труда в промышленности, 1980, N 7, с.57-58. (54) СПОСОБ ОЦЕНКИ НАПРЯ11ЯННОГО СОСТОЯНИЯ МАССИВА ГОРНЫХ ПОРОД (57) Изобретение относится к горному делу. Цель изобретения — повышение точности оценки за счет улучшения качества селекции сигналов акустической эмиссии. Создают в массиве источник сигналов акустической эмиссии. Эталонные спектры определяют во время технологического перерыва.

Подбирают чувствительность приемного устройства так, чтобы расстояние до ближайшего источника шумов в 2-3 раза превышало радиус его чувствительности к сигналам акустической эмиссии. Выделяют сигналы на фоне помех и определяют интенсивности выделенных сигналов. Определяют амплитудночастотный спектр каждого регистрируемого сигнала. Сравнивают между собой величины коррекции сигналов с предварительно определенными эталонами амплитудно-частотных спектров различных типов сигналов акустической эмиссии и технологических шумов °

Выделяют сигналы, величина коррекции спектра которых с эталонным спектром сигналов акустической эмиссии максимальна. Для повышения информатив-. ности амплитудно-частотный спектр регистрируемого сравнивают по крайней мере с двумя эталонами спектра, соответствующими стадиям деформации массива. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1377389

Изобретение относится к горному делу и предназначено для контроля состояния массива горных пород.

Цель изобретения — повышение точ5 ности оценки за счет улучшения качества селекции сигналов акустической эмиссии и повьппение информативности.

Способ осуществляют следующим ббразом. 10

Первоначально в массиве горных пород находят или искусственно создают источник сигналов акустической эмиссии, во время технологического перерыва производят регистрацию сигналов, 15 изменяя расстояние между их источником и приемным устройством от десятка сантиметров до величины радиуса зоны максимальной чувствительности последнего по сигналам акустической эмиссии (до 5 м), и определяют их спектры, которые принимают за эталонные. Одновременно наблюдают за деформациями служащего источником сигналов акустической эмиссии участка мас- 25 сива и разделяют регистрируемые сигналы соответственно стадиям упругого и упруго-пластического деформирования участка. Полученные спектры регистрируемых сигналов принимают в ка- 30 честве эталонных для различных стадий деформирования массива.

Затем, также во время технологического перерыва, попеременно вводя в работу служащие источником помех оборудование и изменяя расстояние между ним и приемным устройством от величины 2-3 вьппеназванных радиусов до величины радиуса зоны чувствитель40 ности приемного устройства по конкретному типу помехи, регистрируют шумы и определяют их спектры, являющиеся эталонными спектрами технологических шумов.

Непосредственно перед оценкой состояния массива анализируют технологическую обстановку с учетом выявленных расстояний от пункта регистрации до источников шумов, задают эталоны спектров помех, подбирают чувстви- 50 тельность приемного устройства таким образом, чтобы расстояние до ближайшего источника шумов в 2-3 раза-превьппало радиус зоны чувствительности приемного устройства по сигналам 55 акустической эмиссии, и в соответствии с ней задают эталоны спектров сигналов акустической эмиссии.

После этого в массиве горных пород выбуривают шпур, устанавливают в нем геофон, обеспечивают надежный акустический контакт его с массивом и регистрируют сигналы акустической эмис- сии. Далее определяют амплитудно-частотный спектр данных сигналов и определяют величины его корреляции с эталонами амплитудно-частотных спектров различных типов сигналов акустической эмиссии и технологических шумов. Сравнивают полученные величины корреляции и выделяют сигналы, для которых величина корреляции их спектра с эталонным спектром сигналов акустической эмиссии максимальна.

Определяют интенсивность выделенных сигналов и по ней судят о напряженном состоянии массива.

Способ может быть реализован, например, с помощью устройства, блоксхема которого представлена на чертеже. устройство включает геофон, состоящий из пьезокерамического преобра-. зователя 1 и предусилителя 2, усилитель 3, анализатор 4 спектра, аналого-цифровой преобразователь 5, оперативное запоминающее устройство 6, постоянное запоминающее устройство

7, измеритель 8 корреляционных характеристик 8, микроконтроллер 9 и счетчики 10 импульсов.

Обработка сигналов акустической эмиссии и шумов указанным устройством происходит следующим образом.

При воздействии акустического импульса на геофон на выходе пьеэопреобразователя 1 возникает электрический сигнал со спектром частот от 150 Гц до 150 кГц, амплитудой 1-3 мВ и длительностью 1-2 мс, который усиливается предусилителем 2 и усилителем 3.

Далее анализатором 4 спектра с широкой полосой обзора определяют амплитудно-частотный спектр сигнала, который после преобразования аналогоцифровым преобразователем 5, зано- . сится в оперативное запоминающее устройство 6 на время, в течение которого в измерителе 8 корреляционных характеристик происходит определение величин его корреляции с эталонными спектрами, занесенными в постоянное запоминающее устройство 7. Сравнение между собой величин корреляции клас- сификации сигнала в соответствии с максимальной ее величиной по типу

1377389

Составитель К.Лыков

Техред M. Ходанич

Корректор С.Шекмар

Редактор А.Огар тираж 459 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская иаб., д. 4/5

Заказ 846!22

°

Производственно-полиграфическое предприятие, r ° Ужгород, ул.Проектная,4 источника, формирование счетного импульса в случае, если принятый сигнал принадлежит акустической эмиссии, а также управление работой аппаратурного комплекса осуществляет микрокон.

5 троллер 9 в соответствии с заложенной в него программой.

Применение предлагаемого способа позволяет повысить точность оценки напряженного состояния массива горных пород и обеспечить улучшение качества прогноза динамических проявлений горного давления.

Формула изобретения

1. Способ оценки напряженного состояния массива горных пород, включающий регистрацию в массиве сигналов акустической эмиссии, их выделение на фоне помех и определение интенсивности выделенных сигналов, по которой судят о напряженном состоянии массива, отличающийся тем, что, с целью повышения точности оценки за счет улучшения качества селекции сигналов акустической эмиссии, определяют амплитудно-частотный

I спектр каждого регистрируемого сигнала, сравнивают между собой величины его корреляции с предварительно определенными. эталонами амплитудночастотных спектров различных типов сигналов акустической эмиссии и технологических шумов и выделяют сигналы, величина корреляции спектра которых с эталонным спектром сигналов акустической эмиссии максимальна.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что эталонные спектры определяют во время технологического перерыва, подбирая чувствительность приемного устройства таким образом, чтобы расстояние до ближайшего источника шумов в 2-3 раза превышало радиус его чувствительности к сигналам акустической эмиссии.

3. Способ по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения информативности, амплитудно-частотный спектр регистрируемого сигна-, ла сравнивают по крайней мере с двумя эталонами спектра сигнала акустической эмиссии, соответствующими стадиям упругого и упруго-пластического деформирования массива.