RU2532817C1 - Method of determining change of stress state of rock mass in vicinity of working - Google Patents

Method of determining change of stress state of rock mass in vicinity of working Download PDF

Info

Publication number
RU2532817C1
RU2532817C1 RU2013128627/03A RU2013128627A RU2532817C1 RU 2532817 C1 RU2532817 C1 RU 2532817C1 RU 2013128627/03 A RU2013128627/03 A RU 2013128627/03A RU 2013128627 A RU2013128627 A RU 2013128627A RU 2532817 C1 RU2532817 C1 RU 2532817C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
acoustic
textolite
reference pressure
acoustic emission
rings
Prior art date
Application number
RU2013128627/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Лазаревич Шкуратник
Петр Владимирович Николенко
Александр Юрьевич Цариков
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС"
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 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС"
Priority to RU2013128627/03A priority Critical patent/RU2532817C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2532817C1 publication Critical patent/RU2532817C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)

Abstract

FIELD: mining.
SUBSTANCE: invention relates to mining and is designed to determine the change in the stress state of the rock mass. The method comprises placement in the well of the hollow cylindrical acoustic line, receiving and analysis of parameters of ultrasonic signals propagating in it by means of the acoustic emission transducers mounted on its end surfaces. Preliminarily on the acoustic line coaxially with it and at some distance from each other at least two rings of textolite are fixed, which inner diameter coincides with the diameter of the acoustic line, and the outer - with the well diameter. Deformation of the well due to the shift of the reference pressure zone, results in deformation of the respective textolite rings and, respectively, the growth of acoustic-emission activity in these discs. The difference in time of arrival to the receiving transducers of those acoustic emission signals is measured, the amplitude of which is maximum of all incoming signals, and the depth of the zone of the reference pressure and its change in time is judged by the above mentioned time difference, the known length of the acoustic line and the measured rate of propagation of ultrasound in it.
EFFECT: increase in duration of the definition of changes in the stress state of rock mass in the vicinity of working during continuous monitoring acoustic-emission measurements of movement deeper into the solid mass of the zone of reference pressure.
4 dwg

Description

Изобретение относится к горному делу и предназначено для определения изменения напряженного состояния массива горных пород в окрестностях горной выработки.The invention relates to mining and is intended to determine changes in the stress state of the rock mass in the vicinity of the mine.

Известен способ определения напряженного состояния массива горных пород, включающий прозвучивание ультразвуковыми импульсами участков массива, расположенных между параллельными скважинами на разной их глубине, измерение длительности переднего фронта каждого из принятых ультразвуковых импульсов, по относительному изменению которой с глубиной судят о распределении напряжения в окрестностях горной выработки, при этом глубина, на которой отмечен минимум длительности переднего фронта ультразвукового импульса, соответствует максимуму зоны опорного давления [1].A known method for determining the stress state of a rock mass, including sounding with ultrasonic pulses sections of the massif located between parallel wells at different depths, measuring the duration of the leading edge of each of the received ultrasonic pulses, the relative change of which with depth judges the voltage distribution in the vicinity of the mine, the depth at which the minimum duration of the leading edge of the ultrasonic pulse is noted corresponds to a maximum reference pressure zone [1].

Недостатком известного способа является низкая точность определения смещения зоны опорного давления вглубь массива при разрушении его приконтурной области. Действительно, для такого определения необходимо периодическое многократное прозвучивание участков массива между параллельными скважинами по их глубине, что сопровождается неизбежным изменением контактных условий скважинных акустических преобразователей с массивом. Это, в свою очередь, может привести к изменению длительности переднего фронта ультразвукового импульса даже большему, чем влияние непосредственно напряженного состояния.The disadvantage of this method is the low accuracy of determining the displacement of the zone of reference pressure deep into the array during the destruction of its marginal area. Indeed, for such a definition, periodic repeated sounding of the sections of the array between parallel wells along their depth is necessary, which is accompanied by an inevitable change in the contact conditions of downhole acoustic transducers with the array. This, in turn, can lead to a change in the duration of the leading edge of the ultrasonic pulse even greater than the influence of the directly stressed state.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ определения изменения напряженного состояния горного массива в окрестностях выработки, включающий размещение в пройденной от контура выработки измерительной скважине цилиндрического звукопровода с установленными по его длине на некотором расстоянии друг от друга двух или более текстолитовых колец, внутренний диаметр которых совпадает с диаметром звукопровода, а внешний - с диаметром скважины, прием акустическим преобразователем, закрепленным на торцевой поверхности звукопровода, распространяющихся в нем сигналов акустической эмиссии, возникающих в кольцах из текстолита [2].Closest to the technical nature of the present invention is a method for determining changes in the stress state of a rock mass in the vicinity of a mine, comprising placing in a measuring well passed from a mine circuit a cylindrical sound duct with two or more textolite rings installed along its length at some distance from each other, inner diameter which coincides with the diameter of the sound duct, and the external one with the diameter of the well, receiving an acoustic transducer fixed to t the front surface of the sound duct, acoustic emission signals propagating in it, arising in the rings of textolite [2].

В указанном способе каждое из текстолитовых колец подвергают предварительному механическому нагружению в одинаковом и совпадающем с диаметром направлении, а об изменении напряженного состояния приконтурного массива судят по скачкообразным увеличениям крутизны нарастания суммарного счета принимаемых акустическим преобразователем сигналов акустической эмиссии.In this method, each of the textolite rings is subjected to preliminary mechanical loading in the same direction that coincides with the diameter, and changes in the stress state of the near-surface array are judged by spasmodic increases in the steepness of the increase in the total count of acoustic emission signals received by the acoustic transducer.

Недостатком известного способа является невозможность его использования при длительных мониторинговых наблюдениях за изменениями напряженного состояния в окрестности горной выработки. Это связано с тем, что в его основе лежит акустико-эмиссионный эффект памяти, который проявляется в текстолитовых кольцах в течение интервала времени, не превышающего 30 суток. Следовательно, именно этим сроком ограничивается возможность определения изменения напряженного состояния горного массива. На практике же изменение напряжений в окрестностях горных выработок по мере их разрушения и потери устойчивости может происходить в течение многих месяцев и даже лет.The disadvantage of this method is the impossibility of its use during long-term monitoring observations of changes in the stress state in the vicinity of the mine. This is due to the fact that it is based on the acoustic emission effect of memory, which manifests itself in textolite rings over a time interval not exceeding 30 days. Therefore, it is precisely this period that limits the possibility of determining changes in the stress state of the massif. In practice, the change in stresses in the vicinity of the mine workings as they break and lose stability can occur for many months and even years.

В настоящей заявке решается задача создания способа, обеспечивающего повышение длительности определения изменений напряженного состояния горного массива в окрестностях выработок в ходе непрерывных мониторинговых акустико-эмиссионных измерений перемещения вглубь массива зоны опорного давления.This application solves the problem of creating a method that provides an increase in the duration of determining changes in the stress state of a rock mass in the vicinity of workings during continuous monitoring acoustic emission measurements of movement inland of a reference pressure zone array.

Для решения поставленной задачи в способе определения изменения напряженного состояния горного массива в окрестностях выработки, включающем размещение в пройденной от контура выработки измерительной скважине цилиндрического звукопровода с установленном по его длине на некотором расстоянии друг от друга двумя и более текстолитовыми кольцами, внутренний диаметр которых совпадает с диаметром звукопровода, а внешний - с диаметром скважины, прием акустическим преобразователем, закрепленным на торцевой поверхности звукопровода, распространяющихся в нем сигналов акустической эмиссии, возникающих в кольцах из текстолита, используют в качестве звукопровода трубу заданной длины, в стенках которой предварительно измеряют скорость распространения ультразвуковых колебаний, сигналы акустической эмиссии дополнительно принимают установленным на противоположной первому преобразователю торцевой поверхности звукопровода вторым акустическим преобразователем, электрический сигнал с которого снимают с помощью кабеля, размещенного внутри звукопровода, измеряют разность времен прихода на приемные преобразователи тех сигналов акустической эмиссии, амплитуда которых максимальна из всех приходящих сигналов, причем о глубине зоны опорного давления и изменении ее во времени судят по указанной выше разности времен, известной длине звукопровода и измеренной скорости распространения ультразвука в нем.To solve the problem in a method for determining changes in the stress state of a rock mass in the vicinity of a mine, which includes placing a cylindrical sound duct in the measuring well passed from the mine’s contour with two or more textolite rings installed along its length at some distance from each other, whose inner diameter coincides with the diameter the sound duct, and the outer one with the diameter of the well, reception by an acoustic transducer mounted on the end surface of the sound duct, spread acoustic emission signals arising in it, arising in textolite rings, use a pipe of a given length as a sound pipe, in the walls of which the propagation speed of ultrasonic vibrations is preliminarily measured, acoustic emission signals are additionally received by a second acoustic converter mounted on the end surface of the sound pipe opposite to the first transducer, an electrical signal which is removed using a cable placed inside the sound duct, the time difference is measured ene arrival of the receiving transducers of the acoustic emission signals, the maximum amplitude of all the incoming signals, wherein the depth of the reference pressure zone and its time change is judged by the aforementioned time difference, a known length of the acoustic line and the measured ultrasound propagation velocity therein.

Предлагаемый способ базируется на установленной экспериментально высокой акустико-эмиссионой тензочувствительности текстолита, при деформировании которого возникающая акустическая эмиссия характеризуется высокими значениями амплитуды. Причем коэффициент тензочувствительности текстолита нелинейно увеличивается с увеличением испытываемых им деформаций, что позволяет выделить тот из расположенных вдоль контрольной скважины дисков из текстолита, который в данной момент находится в зоне опорного давления, т.е. испытывает максимальные деформации.The proposed method is based on the experimentally established high acoustic emission stress sensitivity of the PCB, during deformation of which the resulting acoustic emission is characterized by high amplitude values. Moreover, the coefficient of strain sensitivity of the PCB nonlinearly increases with the increase in the deformations it experiences, which allows one to isolate the one from the PCB disks located along the control well that is currently in the reference pressure zone, i.e. experiencing maximum deformation.

Способ определения изменения напряженного состояния горного массива в окрестностях выработки иллюстрируется фиг.1, фиг.2, фиг.3 и фиг.4, где на фиг.1 представлена схема проведения акустико-эмиссионных измерений в контрольной скважине, на фиг.2, фиг.3 и фиг.4 - амплитудные значения сигналов акустической эмиссии, возникающих в текстолитовых кольцах в моменты времени t1, t2>t1 и t3>t2 соответственно.A method for determining changes in the stress state of a rock mass in the vicinity of a mine is illustrated in FIG. 1, FIG. 2, FIG. 3, and FIG. 4, where FIG. 1 is a diagram of acoustic emission measurements in a control well; FIG. 2, FIG. 3 and 4 - amplitude values of acoustic emission signals arising in textolite rings at times t 1 , t 2 > t 1 and t 3 > t 2, respectively.

Схема, представленная на фиг.1 включает измерительную скважину 1, в которой размещена выполняющая функции звукопровода труба 2 длиной lT, изготовленная, например, из стали, текстолитовые кольца 3, 4, 5, приемные акустические преобразователи 6 и 7, которые с помощью электрических кабелей 8 и 9 связаны с аппаратурой измерения параметров акустической эмиссии (на фиг.1 условно не показана).The scheme shown in Fig. 1 includes a measuring well 1, in which a pipe 2 of length l T , which is acting as a sound pipe, is placed, for example, made of steel, textolite rings 3, 4, 5, receiving acoustic transducers 6 and 7, which are electrically cables 8 and 9 are connected to equipment for measuring acoustic emission parameters (not shown conditionally in FIG. 1).

На фиг.2 представлены амплитудные значения сигналов 10, 11 и 12 акустической эмиссии, возникающих в текстолитовых кольцах 3, 4 и 5 соответственно в фиксированный момент времени t1, когда зона опорного давления в приконтурном массиве расположена на глубине l1 размещения текстолитового кольца 3.Figure 2 shows the amplitude values of the acoustic emission signals 10, 11 and 12 occurring in the textolite rings 3, 4 and 5, respectively, at a fixed point in time t 1 , when the reference pressure zone in the side array is located at a depth l 1 of the placement of the textolite ring 3.

На фиг.3 представлены амплитудные значения сигналов 13, 14 и 15 акустической эмиссии, возникающих в текстолитовых кольцах 4, 3 и 5 соответственно в фиксированный момент времени t2>t1, когда зона опорного давления в приконтурном массиве сместилась на глубину l2 размещения текстолитового кольца 4.Figure 3 shows the amplitude values of the acoustic emission signals 13, 14, and 15 occurring in textolite rings 4, 3, and 5, respectively, at a fixed point in time t 2 > t 1 , when the reference pressure zone in the contour array has shifted to a textolite placement depth l 2 rings 4.

На фиг.4 представлены амплитудные значения сигналов 16, 17 и 18 акустической эмиссии, возникающих в текстолитовых кольцах 5, 4 и 3 соответственно в фиксированный момент времени t1>t2, когда зона опорного давления в приконтурном массиве расположена на глубине l3 размещения текстолитового кольца 5.Figure 4 shows the amplitude values of the acoustic emission signals 16, 17, and 18 occurring in textolite rings 5, 4, and 3, respectively, at a fixed point in time t 1 > t 2 , when the reference pressure zone in the contour array is located at a depth l 3 of the textolite placement rings 5.

Способ определения изменений напряженного состояния горного массива в окрестностях выработки осуществляют следующим образом. В стенках выполненного в виде трубы длинной lT металлического звукопровода 2 измеряют скорость ν распространения ультразвуковых колебаний. Затем, на звукопроводе 2 на некотором расстоянии друг от друга закрепляют текстолитовые кольца 3, 4, 5, общее число которых может составлять несколько десятков и зависит от максимальной глубины, на которую необходимо осуществлять контроль смещения зоны опорного давления. Причем между текстолитовыми кольцами 3, 4, 5 и звукопроводом 2 обеспечивают надежный акустический контакт, например, за счет клеевого соединения. На противоположных торцевых поверхностях звукопровода 2 закрепляют с использованием клеевого соединения, обеспечивающего надежный контакт, акустические преобразователи 6 и 7. При этом акустический преобразователь 6 подключают с помощью электрического кабеля 8 к одному из входов многоканального акустико-эмиссионного измерительного комплекса (на фиг.1 условно не показан), а акустический преобразователь 7 с помощью электрического кабеля 9, проходящего внутри звукопровода 2, - ко второму входу многоканального акустико-эмиссионного измерительного комплекса. В качестве последнего может быть использован, например, серийно выпускаемый комплекс A-Line 32D. Далее звукопровод 2 с текстолитовыми кольцами 3, 4, 5 и приемными акустическими преобразователями 6 и 7 размещают в измерительной скважине 1 таким образом, чтобы одна из торцевых поверхностей звукопровода совпадала с плоскостью выработки, в которой скважина 1 пройдена. Под действием напряжений в окрестностях выработки измерительная скважина 1 деформируется, причем максимально в зоне опорного давления. Так, например, если в момент времени t1 положение зоны опорного давления находится на глубине l1, где размещается текстолитовое кольцо 3, то именно это кольцо будет испытывать максимальные деформации. В результате в текстолитовом кольце 3 будут возникать сигналы акустической эмиссии максимальной амплитуды 10, как это показано на фиг.2. По мере удаления от зоны опорного давления вглубь массива и перехода к зоне естественных напряжений величина последних уменьшается. Соответственно, в меньшей степени деформируется измерительная скважина на глубине l2>l1 где расположено текстолитовое кольцо 4, в котором будут возникать сигналы акустической эмиссии с амплитудой 11, меньшей, чем амплитуда сигналов акустической эмиссии от текстолитового кольца 3. Аналогично амплитуда 12 сигналов акустической эмиссии от текстолитового кольца 5, расположенного на глубине l3>l2 измерительной скважины 1, будет меньше амплитуды 11.The method for determining changes in the stress state of the rock mass in the vicinity of the mine is as follows. In the walls of a metal sound duct 2 made in the form of a pipe with a length l T, the propagation velocity ν of ultrasonic vibrations is measured. Then, on the sound duct 2, textolite rings 3, 4, 5 are fixed at a certain distance from each other, the total number of which can be several tens and depends on the maximum depth to which it is necessary to control the displacement of the reference pressure zone. Moreover, between textolite rings 3, 4, 5 and sound duct 2 provide reliable acoustic contact, for example, due to adhesive bonding. On the opposite end surfaces of the sound duct 2, the acoustic transducers 6 and 7 are fixed using an adhesive connection that provides reliable contact. In this case, the acoustic transducer 6 is connected using an electric cable 8 to one of the inputs of the multichannel acoustic emission measuring complex (in Fig. 1, conventionally shown), and the acoustic transducer 7 using an electric cable 9, passing inside the sound duct 2, to the second input of the multi-channel acoustic emission measure nogo complex. As the latter, for example, the commercially available A-Line 32D complex can be used. Next, the sound duct 2 with textolite rings 3, 4, 5 and receiving acoustic transducers 6 and 7 is placed in the measuring well 1 so that one of the end surfaces of the sound duct coincides with the production plane in which the well 1 is passed. Under the influence of stresses in the vicinity of the mine, the measuring well 1 is deformed, and maximum in the zone of reference pressure. So, for example, if at time t 1 the position of the zone of reference pressure is at a depth l 1 where the textolite ring 3 is located, then this ring will experience maximum deformation. As a result, acoustic emission signals of maximum amplitude 10 will appear in the textolite ring 3, as shown in FIG. 2. As you move away from the zone of reference pressure into the interior of the array and move to the zone of natural stresses, the magnitude of the latter decreases. Accordingly, the measuring well is less deformed at a depth of l 2 > l 1 where the textolite ring 4 is located, in which acoustic emission signals with an amplitude of 11 will be smaller than the amplitude of the acoustic emission signals from the textolite ring 3. Similarly, the amplitude of 12 acoustic emission signals from textolite ring 5, located at a depth l 3 > l 2 of the measuring well 1, will be less than the amplitude 11.

По мере увеличения нарушенности пород приконтурного массива под влиянием природных и техногенных факторов (например, выветривания) зона опорного давления будет смещаться вглубь массива. При этом в некоторый момент времени t2>t1 зона опорного давления достигнет глубины l2, на которой размещается текстолитовое кольцо 4. Поскольку текстолитовое кольцо 4 станет испытывать максимальные относительно колец 3 и 5 деформации со стороны скважины 1, то именно в нем возникнут сигналы акустической эмиссии с амплитудой 13, которая будет превышать амплитуды 14 и 15 сигналов акустической эмиссии, возникающие в кольцах 3 и 5 (фиг.3).As the disturbance of the rocks of the near-mass array increases under the influence of natural and technogenic factors (for example, weathering), the reference pressure zone will shift deeper into the massif. At the same time, at some point in time t 2 > t 1 , the reference pressure zone will reach the depth l 2 at which the textolite ring 4 is placed. Since the textolite ring 4 will experience maximum deformations with respect to rings 3 and 5 from the side of well 1, signals will appear in it acoustic emission with an amplitude of 13, which will exceed the amplitudes 14 and 15 of the acoustic emission signals arising in rings 3 and 5 (figure 3).

При дальнейшем разрушении пород приконтурного массива в момент времени t3>t2 зона опорного давления сместиться на расстояние t3>t2 и, как следствие, максимальные деформации будет испытывать текстолитовое кольцо 5, которое будет генерировать представленные на фиг.4 сигналы акустической эмиссии с амплитудой 16, которая будет превышать амплитуды 17 и 18 сигналов акустической эмиссии, возникающих в текстолитовых кольцах 3 и 4.With further destruction of the rocks of the near-mass array at time t 3 > t 2 , the reference pressure zone will shift by a distance t 3 > t 2 and, as a result, the textolite ring 5 will experience maximum deformations, which will generate the acoustic emission signals shown in Fig. 4 with amplitude 16, which will exceed the amplitudes 17 and 18 of the acoustic emission signals arising in textolite rings 3 and 4.

Сигналы акустической эмиссии, возникающие в текстолитовых кольцах 3, 4, 5, через звукопровод 2 поступают на акустические преобразователи 6 и 7 и далее по соответствующим кабелям 8 и 9 на раздельные входы акустико-эмиссионного измерительного комплекса, порог срабатывания которого настроен на максимальные амплитуды указанных сигналов. Таким образом, акустико-эмиссионный измерительный комплекс принимает сигналы акустической эмиссии только того из текстолитовых колец, который в данный момент времени находится ближе всего к зоне опорного давления, генерируя, соответственно, сигнал с максимальной амплитудой. Далее, используя акустико-эмиссионный измерительный комплекс, измеряют разность Δt времен прихода указанного сигнала на акустические преобразователи 6 и 7, а расстояние L от контура выработки до местоположения зоны опорного давления определяют по формулеAcoustic emission signals arising in textolite rings 3, 4, 5, through a sound pipe 2, are supplied to acoustic transducers 6 and 7 and then through the corresponding cables 8 and 9 to separate inputs of the acoustic emission measuring complex, the threshold of which is configured for the maximum amplitudes of these signals . Thus, the acoustic emission measuring complex receives acoustic emission signals from only one of the textolite rings that is currently closest to the reference pressure zone, generating, accordingly, a signal with maximum amplitude. Next, using the acoustic emission measuring complex, the difference Δt of the arrival times of the specified signal to the acoustic transducers 6 and 7 is measured, and the distance L from the output circuit to the location of the reference pressure zone is determined by the formula

L = l T Δ t ν 2

Figure 00000001
. L = l T - Δ t ν 2
Figure 00000001
.

При этом, если при длительных мониторинговых измерениях величина L остается постоянной, то это свидетельствует о неизменности напряженно деформированного состояния массива горных пород в окрестностях горной выработки. Если же величина L со временем возрастает, то это свидетельствует о смещении зоны опорного давления вглубь массива, т.е. изменении его напряженно-деформированного состояния.Moreover, if the L value remains constant during long-term monitoring measurements, this indicates the invariability of the stress-strain state of the rock mass in the vicinity of the mine. If the value of L increases with time, then this indicates a shift of the zone of reference pressure inland, i.e. a change in his stress-strain state.

Описанный способ испытывался в натурных условиях при подземной отработке Соликамского калийного месторождения в зоне ведения очистных работ. В измерительный шпур, диаметром 42 мм, пробуренный перпендикулярно оси горной выработки в ленточном целике, помещали полый стальной звукопровод внешним диаметром 10 мм, внутренним 6 мм и длиной 2000 мм с закрепленными на нем на расстоянии 10 см друг от друга тремя текстолитовыми кольцами внутренним диаметром 10 мм, внешним 42 мм и толщиной 12 мм. Перед размещением звукопровода в шпуре на его торцевых поверхностях закрепляли преобразователи акустической эмиссии GT-200, подключаемые через предусилители к акустико-эмиссионному измерительному комплексу A-Line 32D. Измерения проводились в мониторинговом режиме на протяжении полутора месяцев, при этом смещение зоны опорного давления вглубь целика происходило под влиянием перераспределения горного давления в результате перемещения очистного забоя в направлении от зоны проведения измерений вглубь массива. В процессе измерений комплекс A-Line 32D производил идентификацию конкретного текстолитового кольца, являющегося источником акустической эмиссии максимальной амплитуды в автоматизированном режиме в соответствии с описанным выше алгоритмом. Смещение зоны опорного давления при этом было зафиксировано от ближайшего к устью скважины диска, находящегося на расстоянии 1 м до дальнего от устья скважины диска на глубине 1,2 м. Указанное перемещение зоны опорного давления было подтверждено измерениями, произведенными методом ультразвукового прозвучивания.The described method was tested in natural conditions during underground mining of the Solikamsk potash deposit in the treatment zone. A hollow steel sound pipe with an external diameter of 10 mm, an internal 6 mm and a length of 2000 mm, with three textolite rings with an inner diameter of 10 mm, mounted on it at a distance of 10 cm from each other, was placed in a measuring hole, 42 mm in diameter, drilled perpendicular to the axis of the mine in the tape pillar mm, outer 42 mm and 12 mm thick. Before placing the sound duct in a hole on its end surfaces, acoustic emission transducers GT-200 were fixed, connected through preamplifiers to the A-Line 32D acoustic emission measuring complex. The measurements were carried out in a monitoring mode for a month and a half, while the shift of the reference pressure zone deep into the pillar occurred under the influence of the redistribution of rock pressure as a result of the movement of the face in the direction from the measurement zone deep into the massif. During measurements, the A-Line 32D complex identified a specific textolite ring, which is a source of maximum acoustic emission in an automated mode in accordance with the algorithm described above. The displacement of the reference pressure zone was recorded from the disk closest to the wellhead, located at a distance of 1 m to the disk farthest from the wellhead, at a depth of 1.2 m. The indicated displacement of the reference pressure zone was confirmed by measurements made by ultrasonic sounding.

Таким образом, предложенный способ позволяет решить задачу повышения длительности определения изменения напряженного состояния горного массива, выражающегося в смещении зоны опорного давления вглубь массива.Thus, the proposed method allows to solve the problem of increasing the duration of determining changes in the stress state of the rock mass, expressed in the displacement of the zone of reference pressure inland.

Источники, принятые во внимание при составлении заявки на изобретениеSources taken into account when drawing up an application for an invention

1. Авторское свидетельство СССР №1149010, кл. E21C 39/00, опубл. в БИ №13 от 07.04.85 г.1. USSR author's certificate No. 1149010, cl. E21C 39/00, publ. in BI No. 13 dated 04/07/85

2. Способ определения изменения напряженного состояния горного массива: заявка 2011147713/03 (071550), Рос. Федерация: МПК E21C 39/00 / Шкуратник В.Л., Николенко П.В., Корчак А.В. (Рос.Федерация), заявитель ФГБОУ ВПО МГГУ; заявл. 24.11.2011; приоритет 24.11.2011 (Решение о выдачи патента на изобретение от 04.02.2013).2. A method for determining changes in the stress state of a mountain massif: application 2011147713/03 (071550), Ros. Federation: IPC E21C 39/00 / Skuratnik V.L., Nikolenko P.V., Korchak A.V. (Ros. Federation), applicant FSBEI HPE MGSU; declared 11/24/2011; priority November 24, 2011 (Decision on the grant of a patent for an invention dated February 4, 2013).

Claims (1)

Способ определения изменения напряженного состояния массива в окрестностях выработки, включающий размещение в пройденной от контура выработки измерительной скважине цилиндрического звукопровода с установленными по его длине на некотором расстоянии друг от друга двумя и более текстолитовыми кольцами, внутренний диаметр которых совпадает с диаметром звукопровода, а внешний - с диаметром скважины, прием акустическим преобразователем, закрепленным на торцевой поверхности звукопровода, распространяющихся в нем сигналов акустической эмиссии, возникающих в кольцах из текстолита, отличающийся тем, что используют в качестве звукопровода трубу заданной длины, в стенках которой предварительно измеряют скорость распространения ультразвуковых колебаний, сигналы акустической эмиссии дополнительно принимают установленным на противоположной первому преобразователю торцевой поверхности звукопровода вторым акустическим преобразователем, электрический сигнал с которого снимают с помощью кабеля, размещенного внутри звукопровода, измеряют разность времен прихода на приемные преобразователи тех сигналов акустической эмиссии, амплитуда которых максимальна из всех приходящих сигналов, причем о глубине зоны опорного давления и изменении ее во времени судят по указанной выше разности времен, известной длине звукопровода и измеренной скорости распространения ультразвука в нем. A method for determining the change in the stress state of an array in the vicinity of a mine, including the placement of a cylindrical sound duct in a measuring well passed from a workout contour with two or more textolite rings installed along its length at some distance from each other, the inner diameter of which coincides with the diameter of the sound duct and borehole diameter, reception by an acoustic transducer mounted on the end surface of the sound duct, acoustic signals propagating in it Issues arising in textolite rings, characterized in that they use a pipe of a given length as a sound pipe, in the walls of which the propagation speed of ultrasonic vibrations is preliminarily measured, acoustic emission signals are additionally received by a second acoustic transducer installed on the end surface of the sound pipe opposite to the first transducer, an electrical signal with which is removed using a cable located inside the sound duct, measure the difference in arrival times at the reception converters of those acoustic emission signals, the amplitude of which is the maximum of all incoming signals, moreover, the depth of the reference pressure zone and its change in time are judged by the above time difference, the known length of the sound duct and the measured velocity of ultrasound propagation in it.
RU2013128627/03A 2013-06-24 2013-06-24 Method of determining change of stress state of rock mass in vicinity of working RU2532817C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013128627/03A RU2532817C1 (en) 2013-06-24 2013-06-24 Method of determining change of stress state of rock mass in vicinity of working

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013128627/03A RU2532817C1 (en) 2013-06-24 2013-06-24 Method of determining change of stress state of rock mass in vicinity of working

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2532817C1 true RU2532817C1 (en) 2014-11-10

Family

ID=53382501

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013128627/03A RU2532817C1 (en) 2013-06-24 2013-06-24 Method of determining change of stress state of rock mass in vicinity of working

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2532817C1 (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU899941A1 (en) * 1974-06-21 1982-01-23 Всесоюзный Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Горной Геомеханики И Маркшейдерского Дела "Вними" Method of detecting strain in affected rock dody
SU973832A1 (en) * 1975-09-09 1982-11-15 за витель ; ,, В. К. Гердт Method of determining a change in strained state of rock body
SU1113544A1 (en) * 1983-04-15 1984-09-15 Всесоюзный Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Горной Геомеханики И Маркшейдерского Дела Method of determining stressed state of rock massif
SU1640414A1 (en) * 1988-11-22 1991-04-07 Институт Физики И Механики Горных Пород Ан Киргсср Apparatus for controlling stressed state of a rock body
SU1657641A1 (en) * 1989-02-02 1991-06-23 Научно-производственное объединение "Сибцветметавтоматика" Method for determining coordinates of the source of acoustic and electromagnetic emission
CN101526009A (en) * 2009-04-09 2009-09-09 西安科技大学 Wall rock destabilization acousto-optic-electric integrated monitoring system and monitoring method thereof
RU2485314C1 (en) * 2011-11-24 2013-06-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования (ФГБОУ ВПО) Московский государственный горный университет (МГГУ) Method to determine variation of stressed condition of rock massif

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU899941A1 (en) * 1974-06-21 1982-01-23 Всесоюзный Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Горной Геомеханики И Маркшейдерского Дела "Вними" Method of detecting strain in affected rock dody
SU973832A1 (en) * 1975-09-09 1982-11-15 за витель ; ,, В. К. Гердт Method of determining a change in strained state of rock body
SU1113544A1 (en) * 1983-04-15 1984-09-15 Всесоюзный Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Горной Геомеханики И Маркшейдерского Дела Method of determining stressed state of rock massif
SU1640414A1 (en) * 1988-11-22 1991-04-07 Институт Физики И Механики Горных Пород Ан Киргсср Apparatus for controlling stressed state of a rock body
SU1657641A1 (en) * 1989-02-02 1991-06-23 Научно-производственное объединение "Сибцветметавтоматика" Method for determining coordinates of the source of acoustic and electromagnetic emission
CN101526009A (en) * 2009-04-09 2009-09-09 西安科技大学 Wall rock destabilization acousto-optic-electric integrated monitoring system and monitoring method thereof
RU2485314C1 (en) * 2011-11-24 2013-06-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования (ФГБОУ ВПО) Московский государственный горный университет (МГГУ) Method to determine variation of stressed condition of rock massif

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Webster et al. Developments in diagnostic tools for hydraulic fracture geometry analysis
EP2678641B1 (en) Techniques for distributed acoustic sensing
EA029021B1 (en) Subsurface monitoring using distributed acoustic sensors
CN104215934B (en) A kind of method utilizing uphole geophone to carry out fracturing micro-seismic monitoring
CN107642114B (en) Pile foundation hidden danger exploration method and device before pile foundation pouring
CN103697999A (en) Method for acquiring micro seismic wave speed of high-stress hard rock TBM (Tunnel Boring Machine) construction tunnel in real time
AU2010236274A1 (en) Casing thickness evaluation method
JP2011043409A (en) Method for geological exploration during tunnel excavation and tunnel geological exploration apparatus
CN109239779B (en) Testing method for loose circle of tunnel surrounding rock and surrounding rock damage grading method
CN114542186A (en) Deep roadway support health monitoring method based on active and passive seismic electromagnetic fields
KR20120076952A (en) Development of obc type streamer device for seismic refraction method in the marine
CN115390129A (en) In-situ acoustic penetration device with built-in longitudinal and transverse wave transmitting and receiving transducers
CN111335954A (en) Rock burst monitoring system based on distributed optical fiber sensing and data acquisition and processing method
RU2532817C1 (en) Method of determining change of stress state of rock mass in vicinity of working
Webster et al. Distributed acoustic sensing for cross-well frac monitoring
RU2410727C1 (en) Method of determining size of cracks in rocks
JP5186538B2 (en) Natural mountain exploration method
RU2485314C1 (en) Method to determine variation of stressed condition of rock massif
Anikin et al. Improvement of the automated seismic and acoustic monitoring system “Prognoz-ADS” main elements
Von et al. Evaluation of tunnel seismic prediction (TSP) result using the Japanese highway rock mass classification system for Pahang-Selangor Raw Water Transfer Tunnel
CN108873060B (en) Detection method of time lapse compactness detection system of composite slurry rockfill material
RU2557287C1 (en) Method of study of stressed state of rocks mass
SU973832A1 (en) Method of determining a change in strained state of rock body
Bizyaev et al. Monitoring dynamic rock pressure events using improved EME recording instrumentation
EA022596B1 (en) Method of monitoring and determination of dangerous state of rocks during underground mining

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180625