Claims (13)
1. Способ измерения относительных изменений концентрации напряжений впереди фронта очистной лавы, заключающийся в определении относительных изменений концентрации напряжений в горном массиве по методам пассивной и/или активной сейсмической томографии с использованием измерений колебаний установленных в прилегающих к лаве штреках трехмерных геофонных измерительных зондов, отличающийся тем, что управляюще-регистрирующий сервер (6) регистрирует измерительные сигналы колебаний из установленных в прилегающих к лаве штреках (А) трехмерных геофонных измерительных зондов (19) пространственно ориентированных синхронно во всех измерительных каналах и в синхронизированном временном интервале, а также в тесной корреляции с сигналами, информирующими о режиме работы и местоположению очистного комбайна (15) в выработке лавы (В) и на этой основе, при взаимодействии с преобразующим сервером (10) локализует сейсмические явления, а также после окончания каждого реза очистным комбайном (15) производит анализ относительных изменений напряжений в угольном массиве (С) впереди фронта очистной лавы по методу сейсмической амплитудной томографии ослабления-затухания с использованием зарегистрированной энергии волны (FK), возбуждаемой рабочим органом комбайна (15), а после окончания реза, во время стоянки очистного комбайна (15), выполняет активную сейсмическую скоростную или амплитудную томографию путем просвечивания горного массива между прилегающими к лаве штреками (А) при помощи сейсмических волн (FS), вызываемых срабатыванием дистанционно запускаемыми с поверхности шахты, посредством преобразующего сервера (10) импульсных возбудителей колебаний (18), после чего производит анализ напряжений по методу пассивной сейсмической скоростной или амплитудной томографии с использованием в качестве источника просвечивающей сейсмической волны (FP) толчков, вызываемых горной разработкой, а затем периодически, лучше всего несколько раз в течение добычной смены и, лучше всего, составляет усредненную томографическую карту концентрации относительных изменений напряжений и составляет карты отдельных видов томографии.1. The method of measuring the relative changes in stress concentration in front of the lava front, which consists in determining the relative changes in stress concentration in the rock mass using passive and / or active seismic tomography using vibration measurements of drifts of three-dimensional geophonic measuring probes installed in adjacent lava, characterized in that the control and recording server (6) registers measuring oscillation signals from the drifts (A) installed in adjacent to the lava three-dimensional geophonic measuring probes (19) spatially oriented synchronously in all measuring channels and in a synchronized time interval, as well as in close correlation with signals informing about the operating mode and location of the shearer (15) in the production of lava (B) and on this basis, when interacting with the converting server (10) it localizes seismic phenomena, and also after the end of each cut the shearer (15) analyzes the relative changes in the stresses in the coal mass (C) in front of the front of the cleared of lava lava according to the method of attenuation-attenuation seismic amplitude tomography using recorded wave energy (FK) excited by the working body of the combine (15), and after the end of the cut, while the shearer is stationary (15), it performs active seismic speed or amplitude tomography by transmission massif between drifts adjacent to the lava (A) using seismic waves (FS) caused by triggering remotely triggered from the surface of the mine by means of a converting server (10) of pulse of vibration oscillators (18), after which it analyzes stresses using the method of passive seismic high-speed or amplitude tomography using transient seismic waves (FP) as a source of shocks caused by mining, and then periodically, it is best several times during a mining shift and, best of all, compiles an average tomographic map of the concentration of relative changes in stresses and compiles maps of individual types of tomography.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что анализ относительных изменений напряжений по методу активной сейсмической томографии путем просвечивания горного массива между прилегающими к лаве штреками (А) при помощи искусственно возбуждаемой сейсмической волны (FS), вызываемой срабатыванием импульсных возбудителей колебаний (18), выполняется автоматически, когда очистной комбайн (15) закончил рез и его рабочий орган закончил отбойку, в свою очередь, если очистной комбайн (15) возобновит отбойку во время выполнения томографии, тогда томография прекращается до времени обнаружения окончания следующего реза и остановки очистного комбайна (15), а также отключения его рабочего органа.2. The method according to p. 1, characterized in that the analysis of the relative changes in stresses by the method of active seismic tomography by scanning the massif between the drifts adjacent to the lava (A) using an artificially excited seismic wave (FS) caused by the operation of pulsed vibration exciters (18 ), is performed automatically when the shearer (15) has finished cutting and its working body has finished blasting, in turn, if the shearer (15) resumes blasting during tomography, then the tomography is perfect aschaetsya time to detect closure of the next cut and stopping the shearer (15) and disabling its working body.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что дискретизация сигналов из трехмерных геофонных измерительных зондов (19), а также их преобразование из аналогового сигнала в цифровой сигнал происходит синхронно с эталонным тактом часов с заданной частотой дискретизации сигналов, причем лучше всего, внутреннее время местного концентратора измерительных данных (3) синхронизируется, лучше всего, с помощью протокола IEEE 1588 РТР от модуля глобального спутникового позиционирования (8) посредством управляюще-регистрирующего сервера (6).3. The method according to p. 1, characterized in that the sampling of signals from three-dimensional geophonic measuring probes (19), as well as their conversion from an analog signal to a digital signal, occurs synchronously with the reference clock with a given sampling frequency of the signals, and best of all, internal the time of the local measurement data concentrator (3) is synchronized, best of all, using the IEEE 1588 RTP protocol from the global satellite positioning module (8) via a control and recording server (6).
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что результирующая усредненная кумулированная томографическая карта изменений концентрации напряжений визуализируется на панели визуализации кумулированной сейсмической томографии (14) и/или карты для отдельных видов томографии дополнительно визуализируются на панели визуализации активной сейсмической амплитудной томографии ослабления-затухания (11), на панели визуализации активной сейсмической скоростной или амплитудной томографии (12), а также на панели визуализации пассивной сейсмической скоростной или амплитудной томографии (13).4. The method according to claim 1, characterized in that the resulting averaged cumulative tomographic map of changes in stress concentration is visualized on a visualization panel of cumulated seismic tomography (14) and / or maps for individual types of tomography are additionally visualized on a visualization panel of active seismic attenuation-attenuation amplitude tomography (11), on the visualization panel of active seismic velocity or amplitude tomography (12), as well as on the visualization panel of passive seismic velocity or amplitude or tomography (13).
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что дистанционный запуск импульсных возбудителей колебаний (18) происходит путем подачи в надпоршневое пространство ударного элемента (23) сжатого рабочего фактора из модуля питания (26) после открывания электропневматического распределителя (22) управляющим сигналом (27) от расположенного на поверхности шахты преобразующего сервера (10), передаваемым посредством управляюще-регистрирующего сервера (6), а также модуля цифрового передатчика и приемника (21).5. The method according to p. 1, characterized in that the remote start of the pulsed exciters (18) occurs by supplying a compressed working factor from the power module (26) to the supra-piston space of the shock element (23) after opening the electro-pneumatic distributor (22) with a control signal ( 27) from the converting server (10) located on the surface of the mine, transmitted via the control-recording server (6), as well as the digital transmitter and receiver module (21).
6. Способ по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что универсальные модули инициации и измерения колебаний (1) устанавливают, в зависимости от потребности в боковых стенах, или в почве, или в кровле прилегающих к лаве штреков (А), крепят на ранее заделанных анкерах (20) и циклически перемещают по мере подвигания очистной лавы.6. The method according to any one of paragraphs. 1-5, characterized in that the universal modules for initiating and measuring vibrations (1) are installed, depending on the need for side walls, or in the soil, or in the roof of the drifts adjacent to the lava (A), mounted on previously fixed anchors (20) and cyclically move as the lava mine moves.
7. Схема для измерения относительных изменений концентрации напряжений впереди фронта очистной лавы, содержащая трехмерные измерительные зонды, отличающаяся тем, что содержит управляюще-регистрирующий сервер (6), который регистрирует сигналы из трехмерных геофонных измерительных зондов (19), установленных в прилегающих к лаве штреках (А), датчик местоположения очистного комбайна (16), информирующий о режиме работы и местоположению комбайна (15) в выработке лавы (В), а также преобразующий сервер (10), локализующий сейсмические явления и управляющий импульсными возбудителями колебаний (18) с поверхности шахты.7. A scheme for measuring the relative changes in the stress concentration in front of the lava front, containing three-dimensional measuring probes, characterized in that it contains a control-recording server (6) that registers signals from three-dimensional geophonic measuring probes (19) installed in drifts adjacent to the lava (A), the location sensor of the shearer (16), which informs about the operation mode and the location of the shearer (15) in the production of lava (B), as well as the conversion server (10), which localizes seismic phenomena and controls pulsed exciters of oscillations (18) from the surface of the mine.
8. Схема по п. 7, отличающаяся тем, что имеет не менее шести универсальных модулей инициации и измерения колебаний (1), расположенных в одном из прилегающих к лаве штреков (А), и не менее шести модулей для измерений колебаний (28), расположенных в противоположном прилегающим к лаве штреке (А), либо не менее шести универсальных модулей инициации и измерения колебаний (1), расположенных в каждом из прилегающих к лаве штреков (А) и соединенных искробезопасными линиями цифровой связи (2) с местным концентратором измерительных данных (3), который в свою очередь соединен с искробезопасным буферным блоком питания (4), а также, посредством световодной сети ETHERNET (5) с управляюще-регистрирующим сервером (6), соединенным с шахтной диспетчерской системой (7), модулем глобального спутникового позиционирования (8), модулем определителя внутреннего времени (9) и преобразующим сервером (10).8. The circuit according to claim 7, characterized in that it has at least six universal modules for initiating and measuring vibrations (1) located in one of the drifts (A) adjacent to the lava, and at least six modules for measuring vibrations (28), located in the opposite drift (A) drift adjacent to the lava, or at least six universal vibration initiation and measurement modules (1) located in each drift (A) adjacent to the lava and connected by intrinsically safe digital communication lines (2) to the local measurement data concentrator (3) which in his och The transmitter is connected to an intrinsically safe buffer power supply unit (4), and also, via an ETHERNET fiber optic network (5), with a control and recording server (6) connected to a mine control system (7), a global satellite positioning module (8), and an internal determinant module time (9) and the converting server (10).
9. Схема по п. 7, отличающаяся тем, что шахтная диспетчерская система (7) соединена посредством схемы контроля местоположения и режима работы комбайна (17) с очистным комбайном (15), оборудованным датчиком местоположения очистного комбайна (16).9. The circuit according to claim 7, characterized in that the mine control system (7) is connected via a location and operating mode scheme of the combine (17) to a shearer (15) equipped with a shearer location sensor (16).
10. Схема по п. 8, отличающаяся тем, что универсальный модуль инициации и измерения колебаний (1) оборудован импульсным возбудителем колебаний (18), а также трехмерным геофонным измерительным зондом (19) и механически укреплен на анкере (20), заделанном в боковой стене или в почве либо кровле прилегающей к лаве выработки (А), причем трехмерный геофонный зонд (19) соединен с модулем цифрового передатчика и приемника (21).10. The circuit according to claim 8, characterized in that the universal module for initiating and measuring oscillations (1) is equipped with a pulse oscillator (18), as well as a three-dimensional geophonic measuring probe (19) and is mechanically mounted on an anchor (20), embedded in the side a wall or in the soil or roof adjacent to the lava of the mine (A), and a three-dimensional geophonic probe (19) is connected to the digital transmitter and receiver module (21).
11. Схема по п. 7, отличающаяся тем, что импульсный возбудитель колебаний (18) оборудован электропневматическим распределителем (22), управляющий блок которого соединен с модулем цифрового передатчика и приемника (21), а к надпоршневому пространству ударного элемента (23) подведен выход электропневматического распределителя (22), в свою очередь на вход электропневматического распределителя (22) проводом (25) подается, из местного модуля питания (26), пневматический рабочий фактор, лучше всего в виде сжатого азота.11. The circuit according to claim 7, characterized in that the pulse exciter (18) is equipped with an electro-pneumatic distributor (22), the control unit of which is connected to the digital transmitter and receiver module (21), and the output is connected to the over-piston space of the impact element (23) of the electro-pneumatic distributor (22), in turn, the pneumatic working factor, best of all in the form of compressed nitrogen, is supplied to the input of the electro-pneumatic distributor (22) by a wire (25), from the local power module (26).
12. Схема по п. 8, отличающаяся тем, что модуль для измерения колебаний (28) содержит трехмерный измерительный зонд (19), механически укрепленный на анкере (20), заделанном, в зависимости от потребности в боковой стене или в почве либо в кровле прилегающей к лаве выработки (А), причем трехмерный геофонный измерительный зонд (19) соединен с модулем цифрового передатчика и приемника (21).12. The circuit according to claim 8, characterized in that the module for measuring vibrations (28) contains a three-dimensional measuring probe (19) mechanically mounted on an anchor (20), embedded, depending on the need for a side wall or in the soil or in the roof adjacent to the lava mine (A), and a three-dimensional geophonic measuring probe (19) is connected to the digital transmitter and receiver module (21).
13. Схема по любому из пп. 7-12, отличающаяся тем, что преобразующий сервер (10) соединен с панелью кумулированной томографии (14) и, лучше всего, с панелью визуализации активной сейсмической амплитудной томографии ослабления-затухания (11), панелью визуализации активной сейсмической скоростной или амплитудной томографии (12) и панелью визуализации пассивной сейсмической скоростной или амплитудной томографии (13).
13. The circuit according to any one of paragraphs. 7-12, characterized in that the conversion server (10) is connected to a cumulative tomography panel (14) and, best of all, to an attenuation-attenuation active seismic amplitude tomography visualization panel (11), an active seismic velocity or amplitude tomography visualization panel (12) ) and a visualization panel of passive seismic velocity or amplitude tomography (13).