Способ возбуждения упругих волн в угольном пласте

 

Изобретение относится к горному делу. Цель - повышение надежности способа за счет увеличения интенсивности каналовых волн поляризации Лява. Для этого создают в угольном пласте полость, выходящую в оконтуривающий пласт выработку. Полость выполняют в виде ориентированной перпендикулярно выработке взрывной щели. Последнюю заполняют плоским зарядом взрывчатого вещества. Параллельно взрывной щели выполняют экранную щель. Взрывают взрывчатое вещество. Размеры щелей и расстояние между ними определяют из выражений: L<SB POS="POST">1</SB>=λ<SB POS="POST">э</SB>/4

L<SB POS="POST">2</SB> = λ<SB POS="POST">э</SB>λ @ /(2√λ<SB POS="POST">э</SB>-λ&Tgr;)

L<SB POS="POST">3</SB> = 0,27√M, где L<SB POS="POST">1</SB>, L<SB POS="POST">2</SB> - соответственно горизонтальный и вертикальный размеры щелей

λ<SB POS="POST">э</SB> - длина каналовой волны в фазе Эйри для основной рабочей гармоники

λ @ - длина поперечной волны в пласте на частоте фазы Эйри

L<SB POS="POST">3</SB> - расстояние между центрами щелей

M - масса заряда взрывчатого вещества. 2 ил.

СООЗ СоаЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУ БЛИН р!) E 2 С 39/00

1 -027

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4445227/23-03 (22) 20.06.88 (46) 23 ° 04.90.Бюл, И 15 (71) Московский горный институт (72) В. С.Ямщиков, В, Н.Данилов, В,Л.!Цкуратник и И.Е,Ватолин (53) 622. 02: 531 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1195004, кл. Е 21 В 39/00, 1984 °

Ямщиков В.С.Методы и средства исследования и контроля горных пород и процессов, — М.: Недра, 1982, с,288, (54) СПОСОБ ЗОЗБУЖДЕНИЯ УПРУГИХ ВОЛН

В УГОЛЬНОМ ПЛАСТЕ (57) Изобретение относится к горному делу. Цель — повышение надежности способа за счет увеличения интенсивности каналовых волн поляризации Лява„

Для этого создают в угольном пласте

Изобретение относится к горному делу, в частности к способам возбуждения упругих волн в угольных пластах при реализации сейсмических методов исследования их нарушенностн.

Цель изобретения — повышение надежности способа за счет увеличения интенсивности каналовых волн поляризации Лява.

На фиг;1 представлена схема расположения взрывной и экранной щелей; на фиг,2 — дисперсионные кривые фаэовой и групповой скоростей каналовых волн Лява для конкретных значений параметров пласта и вмещающих пород, Способ основан на создании в угольном пласте полости, выходящей в окон2 полость, выходящую в оконтуриваю-щий пласт выработку. Полость выпол-няют в виде ориентированной перпендикулярно выработке взрывной щели. Последнюю заполняют плоским зарядом взрывчатого вещества. Параллельно взрывной щели выполняют экранную цель,.

Взрывают взрывчатое вещество. Размеры щелей и расстояние между ними оп- . ределяют из выра;<ерш 1,= /4;

11 = л . л /(21ГЗ,—;I ); 1, = 0,27 1та, где 3. (,1 — соответствен.(о горизонтальный и вертикальный размеры щелей;

Л вЂ” длина каналовой волны в фазе "

Зйри для основной рабочей г-. моники;

Ял — длина поперечной волны в пласте

Ь на частоте фазы Зйри; 1 — р:-.сстоянне между центрами гелей; m — масс . заряда взрывчатого вещества, 2 ил, туривающую пласт выработку, и взрывание в полости заряда взрывчатого ве- щества, Полость выполняют в виде ориентированной перпендикулярно выработке взрывной щели, которую заполняют плоским зарядом взрывчатого вещества. Параллельно взрывной щели выполняют экранную щель. При этом размеры щелей и расстояние между ними определяют из выражений

1, - л, л,/(1 4Л,— -„), 1559150

4 где 1,,1„. - соответственно гориэон- тальный и вертикальный размеры щелей;

Л вЂ” длина каналовой волны в фазе Эйри для основной р абачей гармоники, ;1 — длина поперечной волны в пласте на частоте фазы Эйри; 10

1 — расстояние между центра 3 ми щелей, m - масса заряда взрывчатого вещества, Способ осуществляют следующим аб разом, В угольном пласте 1 в плоскости, перпендикулярной стенке 2 выр аб отки, прорезают взрывную щель 3. При этом минимальная ширин а щели 5 мм (мини- 20 мальж и критический размер, при котором еще происходит детонация ВВ), а максимальная ширина выбирается исходя иэ размеров пропила, обеспечиваемого стандартным инструментом, 25 обычна 20 мм, Горизонтальный размер

rqcim . выбирают иэ условия

30 а вертикальный — из условия

= 7, - Лд/(2 Л, — Л„ „).

Значения A и 1 получают из рассчитаннык предварительно дисперсионных кривых фазавай и групповой скорости в зависимости ат упругих параметров пласта и вмещающих пород при изменяющемся значении произведе" . ния текущей частоты f на половину мощ-40 ности d пласта.

Параллельно взрывной щели 3 на з расстоянии 1> = 0,27 т от нее прорезывается экранная щель 4 таких же размеров, как и взрывная щель 3.

Ва взрывную щель 3 помещают плоский заряд взрывчатого вещества массой m полностью заполняющий щель 3.

Инициируют заряд ВВ во взрывной щели 3, В результате возникает смещение поверхностей, образующих взрывную щель 3 в направлении OY и 0(-Y).

Указанное смещение возбуждает упругие колебания поляризации Лява, распространяющиеся в направлении О(- Х ), 55

При этом экранная щель 4 обеспечивает подавление влияния возбуждающей силы в направлении 0(" Y), Пример, Для пласта угля мощностью 2 d = 1 мм (со скоростью поперечной волны С = 1000 м/с и плотностью 1500 кг/м ), находящегося во вмещающих породах со скоростью поперечной волны С „ = 2450 м/с, и плотностью Я, = 2650 кг/м в соответствии с известным алгоритмом рассчитаны дисперсионные кривые фазовых 5 и групповых 6 скоростей каналовых волн поляризации Лява (фиг,2). По минимуму кривой 6 групповой скорости определено значение параметра f - d на частоте фазы Эйри f d = 360 Гц м, а по нему значение fэ = 720 Гц, Далее определено значение длины поперечной волны 3 на частоте

f 9 . ЛГ= 114 М.

По кривой 5 фаэовой скорости на аси ординат определено отношение фазовой скорости С волны Лява в фазе

Зйри к скорости С у поперечной волны: (С /С ) 1,48, так как С г

1000 м/с, то С = 1000 м/с .1,48 = — 1480 м/с.

Затеи определено значение длины волны Лява в фазе Эйри . Ь = С !f

1480 м/с / 720 Гц = 2 06 м.

С учетом значений Я и Я рассчитаны размеры щелей

11 =- A /4 = 0,52 и;

1 = Л». Л /(2 Гд — Л ) 0,96 м.

При ширине щели 0,02 м и плотности ВВ 1000 кг/м масса заряда взрывз чатки (аммонита 6ЖВ}, заполняющего щель с указанными размерами 1 и 1

10 кг, С учетом этого расстояние между щелями 1Э= 0,85 м, В пласте 1 в направлении, перпендикулярном стенке 2 выработки, прорезана взрывная щель шириной 0,02 м, горизонтальным размером 1, = 0,52 м и вертикальным размером (высотой)

1 0,96 м. На расстоянии 1

= 0,85 м прорезана экранная щель 4 (аналогично щели 3). Во взрывную щель помещают заряд аммонита 6ЖВ массой 10 кг, инициирование которого приводит к возникновению интенсивной каналовой волны типа Лява, Причем теоретически и экспериментально установлено, что амплитуда каналов волны поляризации Лява, возбуждаемой при реализации предлагаемого способа, не менее чем в 10 pas превышает амплитуду аналогичной волны, возбуждаемой сосредоточенным зарядом ВВ той же массы, Таким образом, предлагаемый спосо обеспечивает повышение интенсивности каналовых волн поляризации Лява.

15 9150 6 ранную щель, при этом размеры щелей и расстояние между ними определяют б из выражений

Формула из обретения

Способ возбуждения упругих волн в угольном пласте, основанный на создании в нем полости, выходящей в оконтуривающую пласт выработку, заполнении полости .зарядом взрывчатого вещества и взрывании в ней последнего о т—

I личающийся тем, что, с. целью повьппения надежности способа за счет увеличения интенсивности каналовых волн поляризации Лява, полость выполняют в виде ориентирован- 20 ной перпендикулярно выработке взрывной щели последнюю заполняют плоским зарядом взрывчатого вещества, парал. лельно взрывной щели выполняют эк-.

1, -л, л,(<г/л, - л,)р э

1 0,27 где 1,1 соответств енно горка о нтальный и вертикальный р аз меры щелей; длина каналовой волны в фазе Эйри для основной рабочей гармоники, длина поперечной волны в пласте на частоте фазы

Зйри; расстояние между центра:л щелей; масса заряда взрывчатого вещества, lI 559 150

Ж /Ф /ам

Составитель В, Стрельчеико

Редактор О, Головач Техред Л. Сердюкова Корректор H.Ревская т I

Заказ 828 Тираж 392 Подписное

РчИИПИ Государственного комитета по изобретениям,и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óærîðîä, ул. Гагарина,101