RU2071563C1 - Device for determining degree of rock mass impact- or outburst-hazard - Google Patents

Device for determining degree of rock mass impact- or outburst-hazard Download PDF

Info

Publication number
RU2071563C1
RU2071563C1 RU94033843A RU94033843A RU2071563C1 RU 2071563 C1 RU2071563 C1 RU 2071563C1 RU 94033843 A RU94033843 A RU 94033843A RU 94033843 A RU94033843 A RU 94033843A RU 2071563 C1 RU2071563 C1 RU 2071563C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
amplitude
output
amplifier
input
hazard
Prior art date
Application number
RU94033843A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU94033843A (en
Inventor
В.М. Проскуряков
А.П. Скакун
В.М. Берсон
Original Assignee
Проскуряков Владимир Максимович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Проскуряков Владимир Максимович filed Critical Проскуряков Владимир Максимович
Priority to RU94033843A priority Critical patent/RU2071563C1/en
Publication of RU94033843A publication Critical patent/RU94033843A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2071563C1 publication Critical patent/RU2071563C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

FIELD: mining engineering. SUBSTANCE: determination of degree of hazard and registration of pulse emittance of electromagnetic or resilient oscillations of crushing fissures caused by ultimate stresses are effected by device having in series connected sensor of acoustic or electromagnetic emission, primary amplifier, attenuator, peak-amplitude amplifier and recorder, also pulse shaper and indication unit. Device is provided with energy indicator, switchgear, analogue-digital converter, and microprocessor unit. Amplifier output is connected with first inputs of peak-amplitude recorder, energy indicator, event shaper with its output connected with second input of analogue- digital converter whose first input is connected with switchgear output. First and second inputs of switchgear are connected with outputs of peak amplitude recorder and energy indicator respectively. Output of analogue- digital converter is connected to indication unit input through microprocessor unit which is double-way communicated with attenuator, amplifier, peak- amplitude recorder, energy indicator, event shaper, and switchgear. EFFECT: high efficiency. 6 dwg

Description

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для оценки степени опасности участков горных выработок по динамическим явлениям типа горных ударов или внезапных выбросов угля, породы и газа путем регистрации импульсного излучения электромагнитных или упругих колебаний от образующихся под действием предельных напряжений трещин разрушения в горных породах вокруг подземных выработок. The invention relates to mining and can be used to assess the degree of danger of sections of mine workings by dynamic phenomena such as rock shocks or sudden emissions of coal, rock and gas by registering pulsed radiation of electromagnetic or elastic vibrations from fracture cracks formed in the rocks around the stresses underground workings.

Известно устройство для определения степени удароопасности участков массива горных пород (авт. св. CCCР N 1421862, Е 2 С 39/00, 1988), содержащее последовательно соединенные датчик, предварительный усилитель, фильтр высоких частот, аттенюатор и усилитель, дав параллельных канала, в каждый из которых входят последовательно соединенные пороговый элемент, формирователь импульсов и счетчик, а также триггер, элемент ИЛИ и блок индикации. В этом устройстве производят счет количества N(A1) и N(A2) импульсов, превышающих по амплитуде два фиксированных порога А1 и А2, причем время наблюдения ограничивается достижением по любому из каналов заданной емкости счетчика N1 или N2. Определяют разность N (A2) и N1 (заполнение счетчика N1) или разность N(A1) и N2 (заполнение счетчика N2) и оценивают опасность по знаку этой разности: если знак положительный, то коэффициент b для степенной зависимости активности сейсмоакустических импульсов от амплитуды положительный и участок не опасен, если знак отрицательный, то коэффициент b отрицательный и участок опасен. A device for determining the degree of impact hazard of sections of a rock massif (ed. St. CCCP N 1421862, E 2 C 39/00, 1988), comprising a series-connected sensor, pre-amplifier, high-pass filter, attenuator and amplifier, giving parallel channel in each of which includes a threshold element, pulse shaper and counter, connected in series, as well as a trigger, an OR element, and an indication unit. This device counts the number of N (A1) and N (A2) pulses exceeding the amplitude of two fixed thresholds A1 and A2, and the observation time is limited to reaching the specified capacitance of the counter N1 or N2 on any channel. The difference N (A2) and N1 (filling the counter N1) or the difference N (A1) and N2 (filling the counter N2) is determined and the danger is estimated by the sign of this difference: if the sign is positive, then the coefficient b for the power-law dependence of the activity of seismic acoustic pulses on the amplitude is positive and the site is not dangerous, if the sign is negative, then the coefficient b is negative and the site is dangerous.

В указанном устройстве:
фиксированные значения амплитудных порогов резко ограничивают область благоприятных условий эксплуатации устройства,
отсутствие ограничения по максимальным амплитудам сигналов не позволяет производить селекцию высокоамплитудных промышленных помех,
время набора информации не фиксированное, что не позволяет сопоставлять активность эмиссии на разных участках,
оценка опасности только по знаку коэффициента b недостаточно достоверна.
In the specified device:
fixed amplitude thresholds sharply limit the range of favorable operating conditions of the device,
the absence of restrictions on the maximum signal amplitudes does not allow selection of high-amplitude industrial noise,
the time for collecting information is not fixed, which does not allow to compare the activity of emissions in different areas,
hazard assessment only by the sign of coefficient b is not sufficiently reliable.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для определения степени удароопасности горных пород по акустической эмиссии по авт. св. СССР N 1520243 Е 21 С 39/00, 1989, которое содержит последовательно включенные датчик, предусилитель, фильтр, усилитель, амплитудный селектор, а также формирователь, счетчики, делители, блок ввода числа импульсов, блоки сравнения, таймер, элементы И и ИЛИ, индикаторы. В этом устройстве определяют активность акустической эмиссии N(a1) и N(а2) на двух порогах а1 и а2 амплитудной селекции, по значениям N(а1) и N(а2) при заданном отношении а1/а2 оценивают показатель амплитудного распределения импульсов b, далее по активности акустической эмиссии на первом пороге N(a1) и показателю b определяют категорию удароопасности следующим образом: если N(а1) выше критического значения n1, то определяют степень удароопасности участка сравнением показателя b с его критическими значениями В1 и В2, причем если В1<b<B2, то участок относят к опасным (категория 2), а если b<B1, то участок относят к особо опасным (категория 1). При b>B2 участок считается неопасным (категория 2) (см. фиг.5). Closest to the invention in technical essence is a device for determining the degree of shock hazard of rocks by acoustic emission according to ed. St. USSR N 1520243 E 21 C 39/00, 1989, which contains a series-connected sensor, preamplifier, filter, amplifier, amplitude selector, as well as a shaper, counters, dividers, a pulse number input unit, comparison units, a timer, AND and OR elements, indicators. In this device, the activity of acoustic emission N (a1) and N (a2) is determined on two thresholds a1 and a2 of amplitude selection, according to the values of N (a1) and N (a2) for a given ratio a1 / a2, the pulse amplitude distribution index b is estimated, then by the activity of acoustic emission at the first threshold N (a1) and indicator b, the shock hazard category is determined as follows: if N (a1) is higher than the critical value n1, then the degree of shock hazard of the site is determined by comparing the indicator b with its critical values B1 and B2, and if B1 < b <B2, then the site is referred to dangerous (category 2), and if b <B1, then the site is classified as especially dangerous (category 1). For b> B2, the site is considered non-hazardous (category 2) (see figure 5).

Однако в этом устройстве:
не задается верхнего порога амплитуды информативных сигналов, что не позволяет исключить влияние высокоамплитудных промышленных помех;
сопоставление показаний счета ведется только на двух амплитудных уровнях а1 и а2 (по двум точкам показателя распределения b), что приводит к высокой погрешности вычисления параметра b;
выбранное соотношение амплитуд а2/а1 является константой для данного прибора, и при изменении уровня амплитуд сигналов погрешность измерения сигналов различных динамических диапазонов будет разная;
оценка категории удароопасности не предусматривает селекцию прохождения за время набора информации о состоянии массива случайных сигналов помех, приводящих к искажению результатов;
использование одного параметра n1 в качестве критерия ухудшает достоверность и надежность прогноза, т.к. появляются случаи, когда степень удароопасности меняется от 3-й категории к 1-й без промежуточной стадии (см. фиг.5), что приводит к необоснованному завышению затрат на применение мер борьбы в неопасных участках.
However, in this device:
the upper threshold of the amplitude of informative signals is not set, which does not allow to exclude the influence of high-amplitude industrial interference;
the readings are compared only at two amplitude levels a1 and a2 (at two points of the distribution index b), which leads to a high error in calculating the parameter b;
the selected amplitude ratio a2 / a1 is a constant for this device, and when the level of signal amplitudes changes, the error in measuring signals of different dynamic ranges will be different;
assessment of the shock hazard category does not include selection of passage during the collection of information about the state of an array of random interference signals, leading to distortion of the results;
the use of one parameter n1 as a criterion worsens the reliability and reliability of the forecast, because there are cases when the degree of shock hazard varies from the 3rd category to the 1st without an intermediate stage (see Fig. 5), which leads to unreasonably high costs for the application of control measures in non-hazardous areas.

Для повышения достоверности прогноза и определения степени ударо- и выбросоопасности горных пород предлагается устройство, содержащее последовательно соединенные датчик акустической или электромагнитной эмиссии, предусилитель, аттенюатор, усилитель и измеритель пиковой амплитуды, а также формирователь импульсов и блок индикации, снабженное измерителем энергии, коммутатором, аналого-цифровым преобразователем и микропроцессорным блоком. При этом выход усилителя соединен со входами измерителя пиковой амплитуды, измерителя энергии и формирователя событий, выход которого подключен ко второму входу измерителя пиковой амплитуды и к первому входу аналого-цифрового преобразователя, второй вход которого соединен с выходом коммутатора. Выходы измерителя пиковой амплитуды и измерителя энергии подключены соответственно к первому и второму входам коммутатора, выход аналого-цифрового преобразователя подсоединен ко входу блока индикации через порты микропроцессорного блока, а микропроцессорный блок соединен двусторонней связью с аттенюатором, усилителем, измерителем пиковой амплитуды, измерителем энергии, формирователем событий и коммутатором. To increase the reliability of the forecast and determine the degree of impact and outburst hazard of rocks, a device is proposed that contains a serially connected acoustic or electromagnetic emission sensor, a preamplifier, attenuator, an amplifier and a peak amplitude meter, as well as a pulse shaper and an indication unit equipped with an energy meter, commutator, and analog -digital converter and microprocessor unit. The output of the amplifier is connected to the inputs of the peak amplitude meter, energy meter, and event shaper, the output of which is connected to the second input of the peak amplitude meter and to the first input of the analog-to-digital converter, the second input of which is connected to the output of the switch. The outputs of the peak amplitude meter and energy meter are connected respectively to the first and second inputs of the switch, the output of the analog-to-digital converter is connected to the input of the display unit through the ports of the microprocessor unit, and the microprocessor unit is connected by two-way communication with an attenuator, amplifier, peak amplitude meter, energy meter, shaper events and switch.

На фиг.1 показана структурная схема устройства; на фиг.2 выходные сигналы датчика, аттенюатора и усилителя; на фиг.3 распределение счетов по амплитудным уровням; на фиг.4 принцип определения ударо- и выбросоопасности при двух порогах n1 и n2; на фиг.5 принцип определения удароопасности при одном пороге n1 (как в прототипе), на фиг.6 распределение счетов по энергетическим уровням. На фиг.4 и 5 обозначены: A амплитуда, N количество событий, n1 и n2 критериальные значения количества событий, полученные на этапе набора данных, B1, B2 критериальные значения амплитудного распределения импульсов, полученные на этапе набора данных, 1, 2, 3 степень опасности. Точками показаны результаты замеров, линиями показаны границы раздела между разными степенями удароопасности. Figure 1 shows the structural diagram of the device; figure 2 output signals of the sensor, attenuator and amplifier; figure 3 distribution of accounts by amplitude levels; figure 4 the principle of determining the shock and outburst hazard with two thresholds n1 and n2; figure 5 the principle of determining the impact hazard at a single threshold n1 (as in the prototype), figure 6 distribution of bills by energy levels. Figures 4 and 5 indicate: A amplitude, N number of events, n1 and n2 criteria values for the number of events obtained at the data set stage, B1, B2 criteria values of the amplitude distribution of pulses obtained at the data set stage, 1, 2, 3 degree danger. The dots show the results of measurements, the lines show the interface between different degrees of shock hazard.

Устройство содержит (фиг.1) последовательно соединенные датчик 1, предусилитель 2, аттенюатор 3, усилитель 4. Выход усилителя 4 соединен со входами измерителя 5 пиковой амплитуды и измерителя 6 энергии, выходы которых присоединены ко входам коммутатора 7. Выход коммутатора 7 подается на вход аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 8. Выход усилителя 4 одновременно связан со входом формирователя событий 9, управляющего работой измерителя 5 пиковой амплитуды и работой АЦП 8. Сигнал в АЦП 8 отображается в цифровом виде на дисплее блока индикации 10 устройства через порты микропроцессора микропроцессорного блока 11. Каждый из вышеперечисленных узлов, кроме датчика, предусилителя АЦП и блока индикации, соединен сложными многопроводными связями с микропроцессорным блоком 11, построенным, например, на базе микропроцессорного комплекта К 1830 ВЕ31. Этот комплект имеет в своем составе стандартный набор функциональных узлов: сам микропроцессор, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), перепрограммируемую память программ, клавиатуру (на чертеже не показаны). Микропроцессорный блок 11 получает и посылает информацию на блоки устройства через стандартные порты микропроцессора, формирует временную диаграмму управления работой устройства, поддерживает обслуживание клавиатуры и блока индикации и интерактивный диалог с оператором на этапе ввода исходных параметров и выдачи результатов на компьютер с целью получения твердой копии (распечатки) результатов и(или) дальнейшей обработки программами высокого уровня на стадии отработки критериев. Также микропроцессорный блок 11 принимает информацию с АЦП 8. The device contains (Fig. 1) a series-connected sensor 1, preamplifier 2, attenuator 3, amplifier 4. The output of amplifier 4 is connected to the inputs of a peak amplitude meter 5 and an energy meter 6, the outputs of which are connected to the inputs of the switch 7. The output of the switch 7 is fed to the input analog-to-digital converter (ADC) 8. The output of amplifier 4 is simultaneously connected to the input of an event shaper 9, which controls the operation of peak amplitude meter 5 and the operation of ADC 8. The signal in ADC 8 is digitally displayed on the display of the display unit 10 devices through the ports of the microprocessor of the microprocessor unit 11. Each of the above nodes, except for the sensor, the ADC preamplifier, and the indicating unit, is connected by complex multi-wire connections to the microprocessor unit 11, constructed, for example, based on the K 1830 BE31 microprocessor set. This kit contains a standard set of functional units: the microprocessor itself, random access memory (RAM), programmable program memory, keyboard (not shown in the drawing). The microprocessor unit 11 receives and sends information to the device units via standard microprocessor ports, generates a timing diagram for controlling the operation of the device, supports keyboard and display unit maintenance and an interactive dialogue with the operator at the stage of entering the initial parameters and outputting the results to the computer in order to obtain a hard copy (printout ) results and (or) further processing by high-level programs at the stage of developing criteria. Also, the microprocessor unit 11 receives information from the ADC 8.

Устройство анализирует два параметра процесса эмиссии: активность и показатель амплитудного распределения сигналов. The device analyzes two parameters of the emission process: activity and an indicator of the amplitude distribution of signals.

Устройство работает следующим образом. C помощью клавиатуры или введением списка параметров из памяти программ в микропроцессорном блоке 11 устанавливают исходные параметры регистрации в качестве действующих на время данных измерений. К этим параметрам относятся:
минимальный амплитудный порог регистрации сигналов Амин;
максимальная амплитуда выделяемых сигналов Амакс, при этом сигналы с амплитудой выше Амакс к рассмотрению не принимаются как неинформативные;
длительность Т единичного цикла накопления информации с промежуточной обработкой его результатов,
минимальный энергетический порог регистрации сигналов Емин;
максимальная энергия выделяемых сигналов Емакс, при этом сигналы с амплитудой выше Емакс к рассмотрению не принимаются как неинформативные;
время интегрирования τ;
количество С единичных циклов в одном измерении;
критерии оценки опасности по показаниям единичного цикла в виде предельной активности эмиссии n2 и n1 и предельных показателей амплитудного распределения В2 и В1, соответствующих 1,2 и 3 категориям опасности;
критерии оценки опасности по серии единичных циклов, в виде предельных значений k2 и k1 средней арифметической оценки категории из единичных оценок, полученных в серии, k2 (для 2-й категории) и k1 (для 1-й категории опасности).
The device operates as follows. Using the keyboard or entering a list of parameters from the program memory in the microprocessor unit 11, the initial registration parameters are set as time-valid measurement data. These parameters include:
minimum amplitude threshold for recording Amin signals;
the maximum amplitude of the extracted Amax signals, while signals with an amplitude above Amax are not accepted as uninformative;
the duration T of a single cycle of information accumulation with intermediate processing of its results,
minimum energy threshold for recording signals Emin;
the maximum energy of the emitted signals Emax, while signals with an amplitude above Emax are not accepted as uninformative;
integration time τ;
the number C of unit cycles in one dimension;
criteria for assessing danger according to the indications of a single cycle in the form of ultimate emission activity n2 and n1 and limit indicators of the amplitude distribution of B2 and B1 corresponding to 1.2 and 3 hazard categories;
Hazard assessment criteria for a series of unit cycles, in the form of limiting values k2 and k1 of the arithmetic average of the category from the unit ratings obtained in the series, k2 (for the 2nd category) and k1 (for the 1st hazard category).

При проведении оценки категории опасности с помощью измерения энергии импульсов эмиссии используют те же критерии n1, n2, B1, B2, k1, k2, что и при измерении пиковых амплитуд, но значения их другие по абсолютной величине. When assessing the hazard category by measuring the energy of emission pulses, the same criteria n1, n2, B1, B2, k1, k2 are used as when measuring peak amplitudes, but their values are different in absolute value.

Все перечисленные выше параметры устанавливают по результатам предварительных экспериментальных работ на шахтах данного бассейна и далее сохраняют постоянными в разных пунктах измерений. All of the above parameters are set according to the results of preliminary experimental work at the mines of this basin and then remain constant at different measurement points.

Датчик 1 эмиссии устанавливают на контролируемом участке выработки, придают ему требуемую ориентацию и положение и включают режим измерения пиковой амплитуды при помощи клавиатуры микропроцессорного блока 11. При этом датчик 1 преобразует сигналы от источников, расположенных в зоне опорного давления выработки, в электрические колебания на рабочей частоте (фиг. 2а), которые после предварительного усиления в предусилителе 2 поступают на вход аттенюатора 3 (фиг.2б), а затем и усилителя 4 (фиг.2в), где происходит преобразование амплитуды сигнала, после чего формирователь событий 9 с помощью микропроцессорного блока 11 осуществляет селекцию сигналов по амплитуде, длительности и частоте следования. Формирователь событий 9 представляет собой компаратор с подключенными к нему несколькими счетчиками, сумматором и одновибратором (на чертеже не показаны). The emission sensor 1 is installed on a controlled area of the output, give it the desired orientation and position, and turn on the peak amplitude measurement mode using the keyboard of the microprocessor unit 11. In this case, the sensor 1 converts the signals from sources located in the zone of the reference pressure of the output into electrical oscillations at the operating frequency (Fig. 2A), which, after preliminary amplification in the preamplifier 2, are fed to the input of the attenuator 3 (Fig. 2b), and then of the amplifier 4 (Fig. 2c), where the signal amplitude is converted, After that event generator 9 via the microprocessor unit 11 performs selection signal amplitude, duration and repetition frequency. Event generator 9 is a comparator with several counters connected to it, an adder and a single-shot (not shown in the drawing).

Отобранные при помощи блока формирователя 9 в качестве информативных импульсные сигналы идентифицируют как отдельные события с характеристикой в виде пиковой амплитуды А и с выхода измерителя 5 через коммутатор 7 подают на АЦП 8, а затем в цифровом виде на микропроцессорный блок 11. Весь диапазон аплитуд регистрируемых сигналов от Амин до Амакс подразделяют на заданное число n>2 полос с нарастающим нижним уровнем Аi, где i изменяется от 1 до n. Нижний уровень первой полосы равен Амин, а верхний уровень n-й полосы равен Амакс (фиг.3). В микропроцессорном блоке 11 производят сравнение амплитуды А с порогом Аi каждой из n амплитудных полос. Результаты сравнения реализуют в виде прибавления единицы счета в один из n счетчиков количества событий Ni, превысивших уровень Аi. Счетчики событий организуются программно в ОЗУ микропроцессорного блока 11. На фиг.3 показано линеаризованное распределение пиковых амплитуд А сформированных импульсов событий по n амплитудным уровням. Аi пиковая амплитуда i-го импульса события, попавшие в i-й амплитудный уровень и сосчитанная i-м cчетчиком как событие Ni. Pulse signals selected by means of the shaper unit 9 as informative ones are identified as individual events with a characteristic in the form of peak amplitude A and from the output of the meter 5 through the switch 7 are fed to the ADC 8, and then digitally to the microprocessor unit 11. The entire range of the amplitudes of the recorded signals from Amin to Amax subdivided into a given number n> 2 bands with an increasing lower level of Ai, where i varies from 1 to n. The lower level of the first band is Amin, and the upper level of the nth band is Amax (Fig. 3). In the microprocessor unit 11, the amplitude A is compared with the threshold Ai of each of the n amplitude bands. The comparison results are realized in the form of adding a unit of account to one of n counters of the number of Ni events exceeding the level of AI. Event counters are organized programmatically in the RAM of microprocessor unit 11. Figure 3 shows the linearized distribution of peak amplitudes A of the generated event pulses at n amplitude levels. Аi peak amplitude of the i-th pulse of the event, falling into the i-th amplitude level and counted by the i-th counter as an Ni event.

По окончании заданного интервала времени наблюдения Т производят расчет в микропроцессорном блоке 11 показателя амплитудного распределения b и осредненного значения Nс активности эмиссии на пороге Амин по n парам значений порога Аi и соответствующего ему количества зарегистрированных событий Ni. At the end of the specified observation time interval T, the amplitude distribution b and the average value Nc of the emission activity at the Amin threshold are calculated in the microprocessor unit 11 for n pairs of the threshold AI and the corresponding number of recorded events Ni.

Если при регистрации излучения счет событий Ni фиксируется более чем в 3 амплитудных полосах, то оценку ударо- или выбросоопасности ведут в режиме измерения пиковой амплитуды, как описано выше. В случае если события фиксируются в трех и менее полосах, т.е. при низкой дифференциации сигналов по амплитудам, с помощью клавиатуры микропроцессорного блока 11 переводят устройство в режим измерения энергии. При этом сигнал с выхода усилителя 4 поступает на вход измерителя пиковой амплитуды 5, измерителя энергии 6, выходы которых присоединены на вход коммутатора 7. Выход коммутатора 7 подается на вход АЦП 8. Однако при работе в режиме измерения энергии коммутатор 7 пропускает сигнал на вход АЦП 8 только от измерителя энергии, представляющего собой интегратор с заданным временем интегрирования t и с ключом управления от микропроцессорного блока 11. За заданное время Т формируется T/τ количество событий, которые и распределяются по энергетическим уровням Еi в соответствии с фиг. 6 аналогично распределению пиковых амплитуд (фиг.3). Затем отобранные измерителем 6 информативные сигналы с выхода АЦП 8 поступают в микропроцессорный блок 11, где производится сравнение энергии Е cигнала с порогом Ei каждого из n энергетических уровней. Результаты сравнения обрабатываются так же, как в режиме измерения пиковых амплитуд. If, when registering radiation, the Ni event count is recorded in more than 3 amplitude bands, then the impact or outburst hazard is evaluated in the peak amplitude measurement mode, as described above. If events are recorded in three or less bands, i.e. with a low differentiation of signals by amplitudes, using the keyboard of the microprocessor unit 11, the device is put into energy measurement mode. The signal from the output of amplifier 4 goes to the input of the peak amplitude meter 5, energy meter 6, the outputs of which are connected to the input of the switch 7. The output of the switch 7 is fed to the input of the ADC 8. However, when operating in the energy measurement mode, the switch 7 passes the signal to the input of the ADC 8 only from an energy meter, which is an integrator with a given integration time t and with a control key from a microprocessor unit 11. For a given time T, the number of events T / τ is generated that are distributed according to the energy level Ei in accordance with FIG. 6 is similar to the distribution of peak amplitudes (FIG. 3). Then, the informative signals selected by the meter 6 from the output of the ADC 8 enter the microprocessor unit 11, where the signal energy E is compared with the threshold Ei of each of n energy levels. The comparison results are processed in the same way as in the peak amplitude measurement mode.

По окончании интервала времени Т производят расчет показателя распределения энергии b и осредненного значения Nc активности эмиссии на пороге Ec по n парам значений порога Ei и соответствующего ему количества зарегистрированных событий Ni (фиг.6). At the end of the time interval T, the energy distribution index b and the averaged value Nc of emission activity at the threshold Ec are calculated for n pairs of threshold values Ei and the corresponding number of recorded events Ni (Fig. 6).

Выбор того или иного режима измерения для оценки степени ударо- и выбросоопасности горных пород (по пиковой амплитуде А или по энергии сигналов Е) производится в зависимости от степени дифференциации входного сигнала: если она недостаточна для выделения отдельного события и отнесения его к какому-либо амплитудному уровню, то переходят на регистрацию искусственно сформированных событий с последующим их отнесением к тому или иному энергетическому уровню, что позволяет выделить аномалии напряженного состояния по медленно меняющимся сигналам. The choice of a measurement mode for assessing the degree of impact and outburst hazard of rocks (by peak amplitude A or by energy of signals E) is made depending on the degree of differentiation of the input signal: if it is insufficient to isolate a particular event and assign it to any amplitude level, then go to the registration of artificially generated events with their subsequent assignment to a particular energy level, which allows us to identify stress state anomalies by slowly varying signals alam.

Далее значения Nc и b сравнивают с критериями опасности (фиг.4) и определяют категорию опасности участка из условия:
если Nc<n2 при любом b или Nc>n2, b>B2, то оценка "неопасно" (категория 3);
если n2<Nc<n1, b<B2 или Nc<n2, B1<b<B2, то оценка "опасно" (категория 2);
если Nc>n1, b<B1, то оценка "повышенная опасность" (категория 1).
Next, the values of Nc and b are compared with the hazard criteria (figure 4) and determine the hazard category of the site from the condition:
if Nc <n2 for any b or Nc> n2, b> B2, then the rating is “non-hazardous” (category 3);
if n2 <Nc <n1, b <B2 or Nc <n2, B1 <b <B2, then the rating is “dangerous” (category 2);
if Nc> n1, b <B1, then the rating is “increased danger” (category 1).

При проведении серии наблюдений в одном измерении (С>1) численные значения категорий ударо- и выбросоопасности, полученных по единичным циклам, суммируют и по окончании измерения устройство производит расчет среднего арифметического значения (k) оценки и сравнивает его с критериями: если k<k2, то оценка "неопасно" (3-я категория), если k2<k<k1, то оценка опасно (2-я категория), если k>k1, то оценка "повышенная опасность" (1-я категория). When conducting a series of observations in one measurement (C> 1), the numerical values of the shock and outburst hazard categories obtained in unit cycles are summed up and, at the end of the measurement, the device calculates the arithmetic mean value (k) of the estimate and compares it with the criteria: if k <k2 , then the rating is “not dangerous” (3rd category), if k2 <k <k1, then the rating is dangerous (2nd category), if k> k1, then the rating is “increased danger” (1st category).

Использование устройства в отличие от прототипа и других устройств аналогичного назначения значительно повышает надежность и достоверность прогноза и оценки ударо- и выбросоопасности горных пород и позволяет подбирать оптимальные значения параметров измерения (Амин, Амакс, Т, С, n1, n2, B1, B2, к1, к2) в широком диапазоне и изменять их по необходимости непосредственно в шахте применительно к разным горногеологическим и горнотехническим условиям, а также производить в автоматическом режиме измерение при выбранных оптимальных значениях параметров, предусматривающее селекцию помех, накопление информации, ее анализ и выдачу конечного результата оценки в виде категории опасности непосредственно в шахте без участия оператора в расчетах. Кроме того, использование изобретения повышает точность определения показателя амплитудного распределения b и осредненной активности Nc за счет увеличения количества сопоставляемых уровней оценки активности эмиссии до n>2, причем для оценки этих параметров могут быть заданы разные варианты аппроксимации распределения, в зависимости от заложенной программы обработки (линейная, степенная, экспоненциальная и т.д.), позволяет повысить надежность и достоверность разделения опасных участков от неопасных и особоопасных за счет введения двойной градации критерия предельной активности (наряду с n1 вводится его меньший уровень n2), что позволяет дифференцировать объем и стоимость затрат на меры по приведению участка в неопасное состояние. Using the device, unlike the prototype and other devices of a similar purpose, significantly increases the reliability and reliability of the forecast and assessment of impact and outburst hazard of rocks and allows you to select the optimal values of the measurement parameters (Amin, Amax, T, C, n1, n2, B1, B2, k1 , k2) in a wide range and, if necessary, change them directly in the mine with regard to different mining and geological and mining conditions, as well as automatically measure at the selected optimal param values moat, providing for the selection of the interference, the accumulation of information, analysis and delivery of the final result in a hazard assessment categories directly in the mine without any operator in the calculations. In addition, the use of the invention improves the accuracy of determining the index of the amplitude distribution b and the averaged activity Nc by increasing the number of comparable levels of assessment of emission activity to n> 2; moreover, to evaluate these parameters, different options for approximating the distribution can be set, depending on the processing program ( linear, exponential, exponential, etc.), allows to increase the reliability and reliability of the separation of hazardous areas from non-hazardous and highly dangerous due to the introduction of double gradation of the criterion of limit activity (along with n1, its lower level n2 is introduced), which allows us to differentiate the volume and cost of the costs of measures to bring the site into a non-hazardous state.

Изобретение также дает возможность автоматически производить серию замеров и оценивать категорию опасности по соотношению оценок категорий для единичных отчетов в серии, что значительно увеличивает достоверность принимаемой информации за счет отсеивания случайных помех. The invention also makes it possible to automatically perform a series of measurements and evaluate the hazard category by the ratio of the category ratings for individual reports in the series, which significantly increases the reliability of the received information by eliminating random noise.

Claims (1)

Устройство для определения степени ударо- и выбросоопасности горных пород, содержащее последовательно соединенные датчик акустической или электромагнитной эмиссии, предусилитель, аттенюатор, усилитель и измеритель пиковой амплитуды, а также формирователь событий и блок индикации, отличающийся тем, что оно снабжено измерителем энергии, коммутатором, аналого-цифровым преобразователем и микропроцессорным блоком, причем выход усилителя соединен с первыми входами измерителя пиковой амплитуды, измерителя энергии и формирователя событий, выход которого подключен к второму входу измерителя пиковой амплитуды и к второму входу аналого-цифрового преобразователя, первый вход которого соединен с выходом коммутатора, первый и второй входы последнего подключены к выходам измерителя пиковой амплитуды и измерителя энергии соответственно, выход аналого-цифрового преобразователя подсоединен к входу блока индикации через микропроцессорный блок, а последний соединен двусторонней связью с аттенюатором, усилителем, измерителем пиковой амплитуды, измерителем энергии, формирователем событий и коммутатором. A device for determining the degree of shock and outburst hazard of rocks, containing a series-connected acoustic or electromagnetic emission sensor, a preamplifier, attenuator, amplifier and peak amplitude meter, as well as an event shaper and an indication unit, characterized in that it is equipped with an energy meter, a switch, analog a digital converter and a microprocessor unit, the amplifier output being connected to the first inputs of a peak amplitude meter, an energy meter, and an event shaper, the output of which is connected to the second input of the peak amplitude meter and to the second input of the analog-to-digital converter, the first input of which is connected to the output of the switch, the first and second inputs of the latter are connected to the outputs of the peak amplitude meter and energy meter, respectively, the output of the analog-to-digital converter is connected to the input the indication unit through a microprocessor unit, and the latter is connected by two-way communication with an attenuator, amplifier, peak amplitude meter, energy meter, former event and switch.
RU94033843A 1994-09-27 1994-09-27 Device for determining degree of rock mass impact- or outburst-hazard RU2071563C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU94033843A RU2071563C1 (en) 1994-09-27 1994-09-27 Device for determining degree of rock mass impact- or outburst-hazard

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU94033843A RU2071563C1 (en) 1994-09-27 1994-09-27 Device for determining degree of rock mass impact- or outburst-hazard

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU94033843A RU94033843A (en) 1996-06-10
RU2071563C1 true RU2071563C1 (en) 1997-01-10

Family

ID=20160509

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU94033843A RU2071563C1 (en) 1994-09-27 1994-09-27 Device for determining degree of rock mass impact- or outburst-hazard

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2071563C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2535329C1 (en) * 2013-10-16 2014-12-10 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела-Межотраслевой научный центр ВНИМИ" Method for determining rock mass bump hazard by electromagnetic emission, and device for its implementation

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР N 1421862, кл. E 21C 39/00, 1988. Авторское свидетельство СССР N 1520243, кл. E 21C 39/00, 1989. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2535329C1 (en) * 2013-10-16 2014-12-10 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела-Межотраслевой научный центр ВНИМИ" Method for determining rock mass bump hazard by electromagnetic emission, and device for its implementation

Also Published As

Publication number Publication date
RU94033843A (en) 1996-06-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5270950A (en) Apparatus and a method for locating a source of acoustic emission in a material
EP0455091A2 (en) Methods for measurement, analysis and assessment of ground structure
CN104198503A (en) Online coal ash content measurement system and method based on natural gamma rays
RU2071563C1 (en) Device for determining degree of rock mass impact- or outburst-hazard
RU2528586C2 (en) Acoustic emission control over rail weld quality and device to this end
RU122119U1 (en) SYSTEM OF CONTROL OF THE STATE OF ARRAYS OF ROCKS AT UNDERGROUND MINING
CN104392040A (en) Product inspection misjudgment rate computing method based on measurement uncertainty
CN112240780A (en) OTDR sampling system and method for real-time dynamic sectional regulation of amplification factor
RU2535329C1 (en) Method for determining rock mass bump hazard by electromagnetic emission, and device for its implementation
CN108168622A (en) Lumber quality detecting system
SU676897A1 (en) Device for determining ball bearing rate-of-wear
SU1520243A1 (en) Apparatus for assessing degree of shock hazard of rock by acoustic emission
SU1553717A1 (en) Method and apparatus for locating shock-prone portions of rock mass
Lescop et al. Marine: a fast fully digitalized wide range neutron monitor system
RU1822992C (en) Device for indicating acoustic emission of zones of dynamic structural rearrangement of geologic material
SU966136A1 (en) Apparatus for measuring road pavement irregularities
RU2137920C1 (en) Method and device for predicting destruction of rock matter
CN115201916B (en) Real-time quantification method for mine earthquake activity of rock burst mine
Kortström et al. Automatic data processing and analysis system for monitoring region around a planned nuclear power plant
Finlayson et al. Continuous health monitoring of graphite epoxy motorcases (GEM)
SU1114793A1 (en) Method for evaluating shock-hazard of rocks
RU16556U1 (en) ACOUSTIC-EMISSION SYSTEM FOR DIAGNOSTICS OF INDUSTRIAL OBJECTS (OPTIONS)
SU972437A1 (en) Device for evaluating dynamic process energy characteristics in mountain rock mass
RU2042813C1 (en) Method for determination of stressed state of rock mass district
SU1396105A1 (en) Method of multichannel apparatus for determining the zones of active jointing in the process of deformation of rock and other materials