RU1789731C

RU1789731C - Method for seismic monitoring of parameters of mined rock mass

Info

Publication number: RU1789731C
Application number: SU894769401A
Authority: RU
Inventors: Валерий Дмитриевич Аюров; Вениамин Семенович Бабенко
Original assignee: Коммунарский горно-металлургический институт
Priority date: 1989-12-19
Filing date: 1989-12-19
Publication date: 1993-01-23

Abstract

Изобретение относитс к горнодобывающей промышленности. С целью повышени надежности идентификации свойств разрабатываемого участка горного массива через него с рассто ни , не превышающего радиус действи сейсмоприемника, генерируют искусственный акустический сигнал в пр мом и обратном направлени х. Определ ют отношение амплитуд акустического сигнала, прошедших через разрабатываемый участок в пр мом и обратном направлени х . Сейсмоприемник устанавливают на таком удалении от его границ, при котором отношение рассто ний до этих границ равно отношению амплитуд акустических сигналов , измеренных при генерировании втех же направлени х. 2 ил. (Л СThe invention relates to the mining industry. In order to increase the reliability of identifying the properties of the developed section of the rock mass through it from a distance not exceeding the radius of the seismic receiver, an artificial acoustic signal is generated in the forward and reverse directions. The ratio of the amplitudes of the acoustic signal passing through the developed section in the forward and reverse directions is determined. The seismic receiver is installed at such a distance from its boundaries that the ratio of the distances to these boundaries is equal to the ratio of the amplitudes of the acoustic signals measured during generation in the same directions. 2 ill. (L C

Description

Изобретение относитс к горнодобывающей промышленности и может быть использовано в очистных забо х при подземной разработке угольных пластов, склонных к газодинамическим влени м.The invention relates to the mining industry and can be used in mining operations during underground mining of coal seams prone to gas-dynamic phenomena.

Цель - повышение надежности идентификации свойств разрабатываемого горного массива.The goal is to increase the reliability of identifying the properties of the developed massif.

На фиг. 1 приведена схема генерировани искусственного акустического сигнала через один и тот же разрабатываемый участок горного массива в пр мом (а) и обратном (б) направлени х, где 1 - генератор искусственного акустического сигнала, 2 - сейсмоприемник, 3 - кливажные трещины.In FIG. Figure 1 shows a diagram of generating an artificial acoustic signal through the same developed section of a rock mass in the forward (a) and reverse (b) directions, where 1 is an artificial acoustic signal generator, 2 is a geophysical receiver, 3 are cleft cracks.

На фиг. 2 приведена схема установки сейсмоприемника на идентифицируемом участке разрабатываемого горного массива, где Ri и R2 - рассто ни от границ идентифицируемого участка горного массива, 2 - сейсмоприемник, 3 - кливажные трещины. В средней части очистного забо на обнаженную плоскость непосредственной кровли пласта устанавливают сейсмоприемник и прикрепл ют его к кровле алебастром. С рассто ни , заведомо не превышающего радиуса действи примен емого сейсмоприемника , в горный массив генерируют ис- кусственный акустический сигнал. Амплитуду акустического сигнала измер ют сейсмоприемником. Затем источник генерировани искусственного акустического сигнала и сейсмоприемник мен ют местами . В горный массив вновь генерируют ис- кусственный акустический сигнал, а сейсмоприемником измер ют его амплитуду . Определ ют величину отношению амплитуд акустического сигнала, измеренногоIn FIG. Figure 2 shows the installation scheme of a geophysical receiver on an identifiable section of a developed massif, where Ri and R2 are the distances from the boundaries of an identifiable segment of a mountain massif, 2 is a geophysical receiver, and 3 are cleavage cracks. In the middle part of the treatment face, a seismic receiver is installed on the exposed plane of the immediate roof of the formation and it is attached to the roof with alabaster. From a distance that obviously does not exceed the radius of action of the used geophones, an artificial acoustic signal is generated in the rock mass. The amplitude of the acoustic signal is measured by a seismic receiver. Then, the artificial acoustic signal generating source and the seismic receiver are interchanged. The artificial acoustic signal is again generated in the massif, and its amplitude is measured by the seismic receiver. The value of the ratio of the amplitudes of the acoustic signal measured

s|s |

00 ЧЭ 4 СО00 SE 4 CO

сейсмоприемником, при генерировании через один и тот же участок горного массива в пр мом и обратном направлени х: Ai/A2, где Ai и А2 - амплитуды акустического сигнала , измеренные сейсмоприемником при генерировании соответственно в пр мом и обратном направлени х, мВ. После этого определ ют место установки сейсмоприем- ника на идентифицируемом участке горного массива по форйулеby the geophone when generating through the same section of the rock mass in the forward and reverse directions: Ai / A2, where Ai and A2 are the amplitudes of the acoustic signal measured by the geophone when generating in the forward and reverse directions, respectively, mV. After that, the installation location of the seismic receiver on the identified area of the mountain massif is determined by the formula

Л1 1L1 1

R2 А2 R2 A2

где RI и R2 - рассто ние от сейсмоприемни- ка до границ идентифицируемого участка горного массива, м. При установке сейсмоп- риемника контролируют, чтобы большее рассто ние от сейсмоприемника до границ идентифицируемого участка горного массива всегда соответствовало лучшей проводимости от нее акустических колебаний.where RI and R2 are the distance from the seismic receiver to the boundaries of the identified area of the rock mass, m. When installing the seismic receiver, it is controlled that the greater distance from the seismic receiver to the borders of the identified area of the rock mass always corresponds to the best acoustic conductivity from it.

Генерирование искусственного акустического сигнала через один и тот же участок горного массива необходимо дл того, чтобы ликвидировать вли ние на амплитуду сигнала неодинаковых зон разгрузки по длине забо и неизбежного неидентичного рассеивани на них акустических колебаний . Кроме того, этот прием позвол ет уменьшить вли ние на параметры акустического сигнала неоднозначности резонирующих свойств вмещающих пласт горных пород.The generation of an artificial acoustic signal through the same section of the rock mass is necessary in order to eliminate the influence on the signal amplitude of unequal discharge zones along the length of the bottom and the inevitable non-identical dissipation of acoustic vibrations on them. In addition, this technique makes it possible to reduce the influence on the parameters of the acoustic signal of the ambiguity of the resonant properties of the host rocks.

Генерирование искусственного акустического сигнала в пр мом и обратном направлени х позвол ет вы вить, а затем при установке сейсмоприемника учесть вли ние направлени кливажа на акустическую проводимость горного массива.The generation of an artificial acoustic signal in the forward and reverse directions makes it possible to detect and then, when installing the seismic receiver, to take into account the influence of the cleat direction on the acoustic conductivity of the rock mass.

Рекомендуема установка сейсмоприемника на идентифицируемом участке пласта позвол ет добитьс инвариантности его показаний к направлению кливажа в горном массиве и за счет этого более надежно идентифицировать аномальные его свойства, про вл ющиес в изменении параметров состо ни призабойной части пласта.The recommended installation of a seismic receiver on an identifiable section of the formation allows one to achieve the invariance of its readings to the direction of cleat in the rock mass and thereby more reliably identify its anomalous properties, which are manifested in changes in the state parameters of the bottom-hole part of the formation.

00

55

00

55

00

Пример. Способ апробирован при отработке пласта hy шахты им. газеты Социалистический Донбасс, мощность пласта 0,9 м, длина лавы 120 м. В средней части лавы на обнаженную плоскость непосредственной кровли с помощью алебастра установили сейсмоприемник СВ-20. В 20 м от установленного сейсмоприемник по пласту наносили тестовые нормированные удары, а сейсмоприемником измер ли среднюю амплитуду акустических колебаний от них; Ai 25 мВ. Затем тот же сейсмоприемник установили на непосредствен- ную кровлю пласта в месте тестировани ударами горного массива, а удары наносили по угольному забою в месте первоначального расположени сейсмоприемника. Сейсмоприемником измерили средний уровень акустических колебаний А2 75 мВ, Определили величину отношени амплитуд акустических сигналов , прошедших через один и тот же участокExample. The method was tested during the development of the formation hy mine them. Socialist Donbass newspapers, the thickness of the layer is 0.9 m, the length of the lava is 120 m. In the middle part of the lava, an SV-20 seismic receiver was installed on the exposed plane of the immediate roof with an alabaster. At 20 m from the installed seismic receiver, normalized test impacts were applied to the formation, and the average amplitude of acoustic vibrations from them was measured by the seismic receiver; Ai 25 mV. Then, the same seismic receiver was installed on the direct roof of the formation at the place of testing by impacts of the rock mass, and impacts were inflicted on the coal face in the place of the initial location of the geophone. The seismic receiver measured the average level of acoustic vibrations A2 75 mV, determined the ratio of the amplitudes of the acoustic signals transmitted through the same section

Ai 25 горного массива длиною 20 м: -т- -. ПоА2 7ЬAi 25 mountain range 20 m long: -t- -. PoA2 7b

еле этого в очистном забое, длина которого 120 м, установили сейсмоприемник на таком рассто нии от границ этого очистного забо , чтобы отношение рассто ний от сейсмоприемника до указанных границ было равно отношению амплитуд акустических сигналов, измеренных при генерировании в тех же направлени х.Subsequently, in the face, the length of which is 120 m, the seismic receiver was installed at such a distance from the boundaries of this face that the ratio of the distances from the seismic receiver to the indicated boundaries was equal to the ratio of the amplitudes of the acoustic signals measured when generated in the same directions.

2525

7575

j 3j 3

30 90 30 90

Таким образом, со стороны большей акустической проводимости горного массива сейсмоприемник находилс на рассто нии 90 м от оконтуривающей забой подготовительной выработки, а со стороны меньшей - на рассто нии 30 м.Thus, from the side of the greater acoustic conductivity of the rock mass, the seismic receiver was located at a distance of 90 m from the contouring face of the preparatory workings, and from the side of the smaller - at a distance of 30 m.

Предложенное место установки сейсмоприемника позволило обеспечить инвариантность его показаний относительно направлени кливажных трещин горного массива и за счет этого добитьс большей надежности идентификации свойств разрабатываемого пласта на всем прот жении по- двигани очистного забо .The proposed installation location of the seismic receiver made it possible to ensure the invariance of its readings with respect to the direction of cleavage cracks in the rock mass and, due to this, to achieve greater reliability of identifying the properties of the developed formation along the entire length of the moving face.

Claims

SUMMARY OF THE INVENTION A method for seismic monitoring of parameters of a developed mountain massif, including installing a seismic receiver on a exposed surface of a mountain massif, generating artificial

acoustic signal from a distance not exceeding the radius of the seismic receiver, measuring the parameters of the seismic vibrations of the investigated area and determining from them the location of the seismic receiver on the identifiable

site, characterized in that, in order to increase the reliability of identification of the properties of the developed mountain range by taking into account the influence of cleat on the dispersion of the acoustic signal, an artificial acoustic signal is generated through the same studied area

of the array in the forward and reverse directions, and the seismic receiver is installed at such a distance from the boundaries of the identified area at which the ratio of the distances to the boundaries is equal to the ratio of the amplitudes of the acoustic signals measured when generated in the same directions.