Способ контроля динамического состояния горных пород

 

СПОСОБ КОНТРОЛЯ ДИНАМИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД, при котором регистрируют сигналы акустической эмиссии в горных породах и проводят их анализ, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности контроля, определяют частоту сигналов акустической эмиссии и по появлению сигналов с частотой ниже предварительно установленной частоты, соответствующей безопасному, состоянию горной породы, судят о возможности проявления динамического явления в горной породе . (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

447 А (39) (11) 3Ш G 01 N 29/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ)ТИЙ (21) 2697726/25-28 (22) 18.12.78 (46) 15.09.83. Бюл. Ф 34 (72) Ю.A.Âåêñëåð и А.Т.Шакиров .(71) Карагандинский ордена Трудового Красного Энамени политехнический институт (53) 620.179.16(088.8) (56) 1. Грешников В.А. и Дробот Ю.Б.

Акустическая эмиссия..М., Стандарт ™, 1976, с.116-143.

2. Анцыферов М.С. Создание метода и аппаратуры сейсмоакустическо,; го прогноза опасности возникновения динамических явлений при разработке вибросоопасности угольных пластов. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. М., 1974 (прототип). (54) (57) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ДИНАМИЧЕСKO1O COCTOHHHH I OPHblX ПОРОД, при котором регистрируют сигналы акустической эмиссии в горных породах и проводят их анализ, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности контроля, определяют частоту сигналов акустической эмиссии и по появлению сигналов с частотой ниже предварительно установленной частоты, соответствуюшей безопасному. состоянию горной породы, судят о возможности проявления динамического явления в горной породе.

738447

Составитель Г.Федоров

Редактор З.Бородкина Техред М,Тепер

Корректор Л.Патай

Заказ 8208/5 Тираж 873 .

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к способам контроля динамического состояния горных пород и может быть использовано для ультразвукового контроля внезапных выбросов угля и газа при ведении горных работ на выбросоопасных угольных пластах, Известен способ контроля состояния материала, заключающийся в том, что регистрируют сигналы акустической эмиссии в образце материала при . его нагружении и по спектральной плотности сигналов судят о напря.— женном состоянии материала (1) .

Однако такой способ не позволяет контролировать объекты, для которых характерно резкое изменение состояния.

Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущнос ти и достигаемому результату является способ контроля динамического состояния горных пород, при котором регистрируют сигналы акустической эмиссии в горной породе и проводят их анализ f2) .

Недостатком такого способа является ненадежность контроля из-за воз никновения в горной породе акустических сигналов, связанных с patio- той шахтного оборудования.

Цель изобретения - повышение надежности контроля.

Цель достигается тем, что определяют частоту сигналов акустической эмиссии и по появлению сигналов с частотой ниже предварительно установленной частоты, соответствующей безопасному состоянию горной породы, судят о воэможности проявления динамического явления в горной породе.

Способ осуществляется следующим образом.

Забой выработки обрабатывается исполнительным органом комбайна. в течение 1 мин для возбуждения горной породы, например угольного плас- та, Затем с помощью комплекта звукоулавливающей аппаратуры регистриру-

5 ют сигналы акустической эмиссии пласта. Полученная информация обрабатывается, Проводится частотный анализ зафиксированных сигналов акустической эмиссии в диапазоне частот от 30 до 12590 Гц, заключающий10 ся в подсчете импульсов акустической эмиссии в данном диапазоне.

В результате предварительных экспериментальных исследований было установлено, что существует нижняя

15 граница спектра сигналов акустической эмиссии, равная 100 Гц и соответствующая безопасному состоянию угольного пласта.

По появлению импульсов акустической эмиссии с частотой меньшей, чем 100 Гц, устанавливают выбросоопасное состояние горной породы.

Физическая основа способа вытекает из закономерностей разрушения твердых тел при сжатии. В этом случае разрушение связано с ростом . уавновесных трещин, длина которых увеличивается как с усиленйем напряженного состояния, так и при их слиянии. В свою очередь длина трещин определяет длину волны и частоту импульсов акустической эмиссии.

Формирование выбросоопасного состояния пласта связано с развитием

35 крупных трещин, Последнее приводит к увеличению длины волны импульсов акустической эмиссии и уменьшению их частоты.

Таким образом, предлагаемый спо40 соб контроля динамического состояния горных пород позволяет надежно контролировать состояние горных пород, залегающих в различных горно-геологических условиях.