Способ определения зон опасной концентрации напряжений в угольных пластах

 

Изобретение относится к горному делу. Цель - повышение точности. С помощью бурового инструмента возбуждают в массиве упругие колебания и определяют интенсивность принятого акустического сигнала в процессе бурения шпуров. Возбуждение и прием упругих колебаний осуществляют с противоположных сторон угольного пласта во вмещающих породах. Измеряют минимальное значение U<SB POS="POST">0</SB> интенсивности сигнала, которое принимают за опорное. Поинтервально определяют относительный градиент V изменения интенсивности сигнала. Выделяют интервал, на котором V≥3. Начиная с данного интервала, определяют относительное увеличение A интенсивности сигнала. Значения V и A определяют по формулам V=U<SB POS="POST">2</SB>-U<SB POS="POST">1</SB>/U<SB POS="POST">0</SB>ΔL

A=U<SB POS="POST">макс</SB>-U<SB POS="POST">п</SB>/U<SB POS="POST">0</SB>, где U<SB POS="POST">1</SB>, U<SB POS="POST">2</SB> - интенсивности сигнала в начале и в конце интервала

ΔL - величина интервала

U<SB POS="POST">макс</SB> - наибольшая ИС, полученная в процессе бурения

U<SB POS="POST">п</SB> - интенсивность сигнала на интервале, начиная с коротого V≥3. При значении A≥10 концентрацию напряжений считают опасной. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

СО!ОЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Е 21 С 39/ОО,Е 21 F 5/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ6СТВУ (21) 4449290/23-03 (22) 15.04.88 (46) 0.11.90. Бюл. f4 44 (71) Донецкий физико-технический институт

АН УССР (72) А.Д.Алексеев, Н,В,Недодаев и А,А.Быков (53) 622,283(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР !

Ф 13I03730, кл. Е 21 F 5/00, 1984. проскуряков В.M., Блахман А.С., Фатхи В,А. Методы и аппаратура для регистрации вызванной акустической эмиссии горных пород. — Труды ВНИМИ; Методы и аппа!затура в шахтной геологии и геофизике. Л„1983, с. 53-57. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ 30Н ОПАСНОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ НАПРЯЖЕНИЙ В

УГОЛЬНЫХ ПЛАСТАХ (57) Изобретение относится к горному делу.

Цель — повышение точности. С помощью бурового инструмента возбуждают в массиИзобретение относится к горному делу и предназначено для определения зон повышенного горного давления в угольных пластах.

Целью изобретения является повышение точности.

На чертеже представлен график изменения интенсивности и акустического сигнала от перемещения забоя выработки (скважины) вглубь массива.

На чертеже обозначены: Uo — опорное значение интенсивности;. U — интенсивность сигнала на интервале перехода относительного градиента V к значению Ч 2 3; Ы «1610004 А1 ве упругие колебания и определяют интенсивность принятого акустического сигнала в процессе бурения шпуров, Возбуждение и прием упругих колебаний осуществляют с противоположных сторон угольного пласта во вмещающих породах, Измеряют минимальное значение 4 интенсивности сигнала, которое принимают за опорное. Поинтервально определяют относительный градиент V измерения интенсивности сигнала. Выделяют интервал, на котором V 3. Начиная с данного интервала, определяют относительное увеличение А интенсивности сигнала. Значения

V и А определяют по формулам V = Uz-01/U>h !; А = U<>« — U>/Uo, где V>, Uz— интенсивности сигнала в начале и в конце интервала; Л â€”; VM>« — наибольшая ИС, полученная в процессе бурения; U — интенсивность сигнала на интервале, начиная с которого V> 3. При значении А >10 концентрацию напряжений считают опасной. 1 з,п, ф-лы, 1 ил.

Uq, Ug — интенсивности сигнала соответственно в начале и в конце интервала измерений; U<>« — наибольшая интенсивность акустического сигнала;Л вЂ” интервал измерения, Способ осуществляют следующим образом.

В массиве горных пород с помощью бурового инструмента возбуждают упругие колебания и осуществляют их непрерывную регистрацию в процессе бурения шпуров (скважин). При этом для повышения безопасности работ на выбросоопасных пластах возбуждение и регистрацию упругих

1610004 колебаний осуществляют с противоположных сторон пласта во вмещающих породах, т.е. источник колебаний размещают в кровле пласта, а приемник в почве, или наоборот. Определяют интенсивность регистрируемого акустического сигнала по длине шпура и фокусируют минимальное значение U< интенсивности, которое принимают за опорное. Снижение интенсивности акустического сигнала обусловлено входом бурового инструмента в зону повышенной трещиноватости, за которой находится эона повышенных напряжений, в которой интенсивность сигнала вновь увеличивается. Поэтому изменение интенсивности акустического сигнала отражает напряженное состояние угольного пласта, Для оценки напряженного состояния по интенсивности акустического сигнала поинтервально определяют относительный градиент V изменения интенсивности из выражения

0 -О (1) где U <, Uz — интенсивность сигнала соответственно в начале и в конце интервала;

Uo — опорное значение интенсивности;

Л l — величина интервала.

Величина интервала A l определяется требуемой детальностью определения искомых зон, но, как правило, не превышает

1 м.

По изменению относительного градиента V выделяют интервал, начиная с которого наблюдается ускоренное увеличение интенсивности U. Критерием перехода к ускоренноь у увеличению интенсивности является условие V» 3. Для выделенного и последующих интервалов определяют относительное увеличение сигнала по формуле смаке Un

Uо где Uua« — наибольшая интенсивность акустического сигнала, зарегистрированного в процессе бурения;

U — интенсивность сигнала на интервале перехода относительного градиента к значению V «3.

При значении относительного увеличения сигнала А 10 концентрацию напряжений считают опасной.

Данный способ позволяет повысить точность определения эон с опасной концентрацией напряжений и за счет этого сократить затраты на выполнение

5 противовыбросных мероприятий.

Формула изобретения

1. Способ определения зон опасной концентрации напряжений в угольных пластах, включающий возбуждение упругих ко10 лебаний в массиве с помощью бурового инструмента, их непрерывную регистрацию в процессе бурения шпуров и определение изменений интенсивности акустического сигнала по длине проводимой выработки, 15 по которым выделяют зоны концентрации напряжений, отл ича ющи йся тем,что, с целью повышения точности, определяют минимальное значение Ua интенсивности, поинтервально определяют относительный

20 градиент V изменения интенсивности и выделяют интервал, на котором V> 3, определяют далее относительное увеличение А сигнала и при А «10 концентрацию напря25 жений считают опасной, при этом относительный градиент V и относительное увеличение А -сигнала определяют по формулам

Π— U >, U «.— u, за ц.уi Ar ц. i где Ui, Uz — интенсивности акустического сигнала соответственно в начале и конце интервала;

35 Uo — минимальное значение интенсивности;

Ь! — величина интервала определения относительного градиента интенсивности;

Uvaxc — наибольшая интенсивность аку40 стического сигнала, зарегистрированного в процессе бурения;

U> — интенсивность сигнала на интервале перехода относительного градиента к значению V> 3.

2, Способпо п,1,отличающийся тем, что, с целью повышения безопасности, возбуждение и регистрацию упругих колебаний осуществляют с противоположных

50 сторон угольного пласта во вмещающих породах, 1610004

Составитель К, Лыков

Редактор M. Циткина Техред М,Моргентал Корректор Л.Патай

Заказ 3715 Тираж 392 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101