SU1008445A1 - Method for detecting clevage in mining working roofs - Google Patents

Method for detecting clevage in mining working roofs Download PDF

Info

Publication number
SU1008445A1
SU1008445A1 SU813359155A SU3359155A SU1008445A1 SU 1008445 A1 SU1008445 A1 SU 1008445A1 SU 813359155 A SU813359155 A SU 813359155A SU 3359155 A SU3359155 A SU 3359155A SU 1008445 A1 SU1008445 A1 SU 1008445A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
roof
cylindrical rod
hole
brittle material
oscillations
Prior art date
Application number
SU813359155A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валерий Сергеевич Ямщиков
Борис Иосифович Шварцман
Владимир Лазаревич Шкуратник
Михаил Дарьевич Вигдорчик
Original Assignee
Московский Ордена Трудового Красного Знамени Горный Институт
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 Московский Ордена Трудового Красного Знамени Горный Институт filed Critical Московский Ордена Трудового Красного Знамени Горный Институт
Priority to SU813359155A priority Critical patent/SU1008445A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1008445A1 publication Critical patent/SU1008445A1/en

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

1. СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАССЛОЕНИЙ В КРОВЛЕ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК, включающий излучение в кровлю .ультразвуковых импульсных колебаний, прием и регистрацию их после отражени  от плоскости расслоени , отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности контрол  расслоений за счет обеспечени  однородности канала распространени  ультразвуковых колебаний, в кровле осуществл ют бурение шпура, затем закрепл ют в нем с помощью цементного раствора эталонный цилиндрический стержень, выполненный из хрупкого материала, и о наличии расслоений в кровле суд т . по колебани м, излученным в цилиндgрический стержень и отраженным от трещин, образовавшихс  в нем. i 2. Способ ПОП.1, отличающийс  тем, что в качестве хрупсл с кого материала дл  изготовлени  эталонного цилиндрического стержн  используют стекло. 00 4 4 СЛ1. METHOD FOR DETERMINING SPLITTINGS IN THE ROOF OF MINING DEVELOPMENTS, including radiation into the roof of ultrasonic pulsed oscillations, receiving and recording them after reflection from the plane of separation, in order to improve the accuracy of control of the separation by ensuring uniformity of the channel of propagation of ultrasonic oscillations, the roof is drilled into a hole, then a reference cylindrical rod made of brittle material is fixed in it using cement mortar went to court t. by vibrations emitted into a cylindrical rod and reflected from cracks formed in it. 2. Method POP1, characterized in that glass is used as a brittle material for making a reference cylindrical rod. 00 4 4 SL

Description

Изобретение относитс  к горному делу, в частности к акустическим с собам исследовани  и контрол  стру pHfcix неоднородностей массива горньо пород вокруг горных выработок. Известны способы определени  ра слоений в кровле горных выработок, включающие ударное возбуждение и прием резонансных изгибньк колебаний в кровле, сравнение усредненны спектров отклика исследуемой и эта лонной бездефектной кровли ClD. Недостаток этого способа - необходимость достаточно мощного.уда ного возбуждени  кровли, которое может привести к ее обрушению в процессе контрол . Известен также способ определен расслоений в кровле горных выработ включающий излучение в Кровлю ульт звуковых импульсных колебаний, при iем и регистрацию их после отражени от плоскости расслоени  С2-. Однако известный способ не обес печивает требуемой т;очности конТ рол , так как уровень и врем  прихода отраженного сигнала существенно завис т от качества контакта электроакустических преобразователе с шероховатой поверхностью кровли, физико-механических свойств пород кровли (их анизотропии, напр женноге состо ни , пористости, влажности , частотно-зависимого коэффициента затухани  упругих колебаний и др.), априорна  информаци  о кото рых, как правило, отсутствует или ограничена. Кроме .того, отраженный от расслоени  акустический сигнал значительно маскируетс  помехами, обусловленными отражени ми от различных структурных неоднородностей пород кровли. Цель изобретени  - повышение, точ ности контрол  расслоений за счет обеспечени  однородности канала рас пространени  ультразвуковых колебаНИИ . - Указанна  цель достигаетс  тем, что согласно способу определени  расслоений в кровле горных выработо включающему излучение в кровлю ульт развуковых импульсных колебаний, прием и регистрации) их после отражени  от плоскости расслоени , в кровле осуществл ют бурение шпура, затем закрепл ют в нем с помощью цементного раствора эталонный цилиндрический стержень, выполненный из хрупкого материала, и о наличии расслоений в кровле суд т по колебани м , излученным в цилиндрический стержень и отраженным от трещин образовавшихс  в нем. Кроме того, в качестве хрупкого материала дл  изготовлени  эталонного цилиндрического стержн  используют стекло.. На чертеже приведена схема устройства дл  реализации способа. Способ осуществл ют следуклцим образом. В кровле 1 горной выработки бур т шпур 2. Дл  контрол  могут использоватьс  также шпуры, пробуренные в кровле ранее под анкерную крепь, В шпур 2 ввод т стекл нный цилиндрический стержень 3, пространство между поверхностью которого и стенками шпура 2 заполн ют (нагнетанием) цементным раствором 4. Вместо цементного раствора 4 при этом может использоватьс  также эпоксидна  смола . После твердени  цементного раствора 4 стержень 3 жестко ( по всей образующей его поверхности) закреплен в шпуре 2. На торцов.ой поверхности 5 стержн  3 помещают электроакустический преобразователь б, стабильный акустический контакт которого с поверхностью 5 обеспечиваетс  за счет гладкости последней с помощью контактной смазки (например технического вазелина ) . Вырабатываемый эхо-импульсным дефектоскопом 7 электрический сигнал с помощью электроакустического преобразовател  б преобразуют в упругие импульсные колебани  и излучают в стержень 3. При этом может использо-;. ватьс  практически любой эхо-импульсный дефектоскоп, например, выпускаемый серийно прибор ДУК-бб. При отсутствии развивающихс  расслоений в кровле стекл нный стержень 3 не имеет отражающих границ по всей своей длине. Импульсные упругие колебани , прошедшие вдоль .стержн  3 и отразившиес  от второй его торцовой поверхности 8, с помощью электроакустического преобразовател  б преобразуют в электрический сигнал, регистируемый дефектоскопом 7. Врем  tj. между излученным и прин тым импульсами упругих колебаний определ етс  скоростью Сд их распространени  в стержне 3 и длиной L последнего tg 2L/Cg. По вление расслоени  9 в кровле 1 приводит к .возникновению раст гивающих напр жений на контуре шпура 2 в месте . его пересечени  с расслоением 9. Так как стекл нный стерчсень 3 по всей образук цей его поверхности жестко св зан со стенками шпура 2, то указанные напр жени  передаютс  стержню 3 и в нем возникает трещина 10. Как установлено, в ходе экспериментальных исследований, положение трещины 10 по длине стержн  3 соответствует положению расслоени  9, по глубине шпура 2. Трещина 10  вл етс  отражакадей границей, дл  излученного в стержень 3 импульса упругих колебаний. Следовательно врем  t между излученным и прин тым импульсами упругих колебаний при на личии трещины 10 (соответственно ра слоени  9) зависит от глубины t ее расположени  по длине стержн  3 t ae/Cj.. По вление на экране дефектоскопа импульсов с временем прихода t t  вл етс  информативным признаком на личи  расслоени  9 в кровле 1, Скорость Cj распространени  упругих : колебаний в стержне 3  вл етс  пост  нной (практически независ щей от изменений физико-механических свойс окружающих шпур 2 пород кровли 1) и заранее известной величиной, что позвол ет с высокой точностью определить врем  t распространени  уп ругих колебаний в стрежне 3 (от элек троакустического преобразов атёл  б до трещины и обратно), а следо вательно и глубину расслоени  9. Волноводные свойства стекл нного стержн  3 позвол ют практически полностью исключить помехи контролю, обусловленные отражени ми от различного рода неоднородностей окружак 4их шпур 2 породкровли 1. Таким образом, повышение точности контрол  в предлагаемом способе осуществл етс  за счет создани  такого искусственного распространени  упруги колебаний, которат с одной стороны обеспечивает стабильный акустический контакт с электроакустическим преобразователем дефектоскопа и независимость регистрируемых параметров от флуктуации физико-механических свойств горных пород кровли, а с другой стороны несетинформацию о возникновений в ней расслоений. Экспериментальные исследовани  показывают, что предлагаемый способ позвол ет повысить точность контрол  расслоений примерно в 3-8 раз.The invention relates to mining, in particular to acoustic research and control of the pHfcix jet inhomogeneities of the rock mass around the mine workings. There are known methods for determining deposits in the roof of mine workings, including shock excitation and reception of resonant flexural vibrations in the roof, comparing the averaged response spectra of the studied and standard defect-free roof ClD. The disadvantage of this method is the need for a sufficiently powerful excitation of the roof, which can lead to its collapse in the process of control. The method is also known to have identified delaminations in the roof of a mine working that includes the radiation of ultrasonic pulsed oscillations in the Roof when i and register them after reflection from the plane of the C2-bundle. However, the known method does not provide the required temperature; the control level, since the level and time of arrival of the reflected signal significantly depend on the quality of the contact of the electroacoustic converter with the rough surface of the roof, the physicomechanical properties of the roof rocks (their anisotropy, strength, porosity) humidity, frequency-dependent damping coefficient of elastic oscillations, etc.), a priori information about which, as a rule, is absent or limited. In addition, the acoustic signal reflected from the splitting is significantly masked by interference caused by reflections from various structural inhomogeneities of the roof rocks. The purpose of the invention is to improve the accuracy of monitoring the bundles by ensuring uniformity of the propagation channel of ultrasonic vibrations. - This goal is achieved in that, according to the method of determining the bundles in the roof of mountain works, which include radiation of ultrasonic pulse oscillations in the roof, reception and recording) after they are reflected from the plane of the bundle, the hole is drilled in the roof, then fixed in it The reference standard cylindrical rod made of brittle material and the presence of delamination in the roof is judged by vibrations emitted into the cylindrical rod and reflected from cracks formed in it. In addition, glass is used as a brittle material for the manufacture of a reference cylindrical rod. The drawing shows a diagram of an apparatus for implementing the method. The method is carried out in the following manner. In the roof 1 of the mine workings a hole of the hole 2 is used. For the control, holes can also be used that were drilled in the roof earlier under the anchor lining. Glass hole cylindrical rod 3 is inserted into hole 2, the space between the surface of which and the walls of hole 2 is filled with (cementing) solution 4. Instead of cement mortar 4, epoxy resin can also be used. After the cement mortar 4 has hardened, the rod 3 is rigidly (over the entire surface forming it) fixed in the hole 2. The electroacoustic transducer b is placed on the ends of the surface 5 of the rod 3, whose stable acoustic contact with the surface 5 is ensured by the smoothness of the latter using contact grease ( such as technical petroleum jelly). The electric signal produced by the echo-pulse flaw detector 7 is converted into elastic pulse oscillations by means of an electro-acoustic transducer b and radiated into the rod 3. It can be used ;. Almost any pulse echo flaw detector, for example, a commercially available DUK-bb device. In the absence of developing laminations in the roof, the glass rod 3 has no reflecting boundaries along its entire length. Pulsed elastic oscillations that have passed along the core 3 and reflected from its second end surface 8 are converted into an electrical signal recorded by the flaw detector 7 using an electroacoustic converter b. Time tj. between the emitted and received pulses of elastic oscillations is determined by the speed Cd of their propagation in the rod 3 and the length L of the last tg 2L / Cg. The occurrence of the bundle 9 in the roof 1 leads to the occurrence of tensile stresses on the contour of the hole 2 in place. its intersection with the bundle 9. Since the glass thorny needle 3 is rigidly connected with the walls of the hole 2 over the entire surface of its surface, the indicated stresses are transmitted to the rod 3 and a crack appears in it 10. As established during the experimental studies, the position of the crack 10 along the length of the rod 3 corresponds to the position of the bundle 9, the depth of the hole 2. The crack 10 is the reflection boundary for the elastic vibration pulse emitted into the rod 3. Consequently, the time t between the emitted and received pulses of elastic oscillations when there is a crack 10 (according to foliation 9) depends on the depth t of its location along the length of the rod 3 t ae / Cj .. The appearance on the screen of the flaw detector with the arrival time tt is an informative sign on the litch of the bundle 9 in the roof 1, the speed Cj of elastic propagation: oscillations in the rod 3 is constant (practically independent of changes in the physicomechanical properties of the surrounding hole 2 of the roof rocks 1) and is known in advance that determine with high accuracy the time t of propagation of elastic oscillations in rod 3 (from an electric-acoustic transducer to a crack and vice versa), and consequently the delamination depth 9. The waveguide properties of the glass rod 3 make it possible to almost completely eliminate interference to the control caused by reflection from various inhomogeneities surrounding the 4 hole 2 of the roof 1. Thus, the increase in the accuracy of control in the proposed method is carried out by creating such an artificial spread of elastic frigged, kotorat the one hand provides a stable acoustic contact with electroacoustic transducer flaw and independence from fluctuations of registered parameters of physical and mechanical properties of the roof rock, and on the other side of occurrences nesetinformatsiyu therein bundles. Experimental studies show that the proposed method allows to increase the accuracy of control of bundles by about 3-8 times.

Claims (2)

1. СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАС-1. METHOD FOR DETERMINING PAC- СЛОЕНИЙ В КРОВЛЕ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК, включающий излучение в кровлю, .ультра звуковых импульсных колебаний, прием и регистрацию их после отражения ' от плоскости расслоения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности контроля расслоений за счет обеспечения однородности канала распространения ультразвуковых колебаний, в кровле осуществляют бурение шпура, затем закрепляют в нем с помощью цементного раствора эталонный цилиндрический стержень, выполненный из хрупкого материала, и о наличии расслоений в кровле судят . по колебаниям, излученным в цилинд9рический стержень и отраженным от трещин, образовавшихся в нем.OF LAYERS IN ROOFING OF MINING, including radiation into the roof, an ultrasound of pulsed vibrations, receiving and recording them after reflection from the bundle plane, characterized in that, in order to increase the accuracy of the control of bundles by ensuring the uniformity of the distribution channel of ultrasonic vibrations in the roof drill a hole, then fix it with a cement mortar a reference cylindrical rod made of brittle material, and the presence of delamination in the roof is judged. by the vibrations radiated into the cylindrical rod 9 and reflected from the cracks formed in it. 2. Способ по п.1, отличаю- § щ и й с я тем, что в качестве хрупкого материала для изготовления эталонного цилиндрического стержня используют стекло.2. The method according to claim 1, characterized in that with the fact that glass is used as a brittle material for the manufacture of a reference cylindrical rod. SU ,,,, 1 ίSU ,,,, 1 ί
SU813359155A 1981-11-30 1981-11-30 Method for detecting clevage in mining working roofs SU1008445A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813359155A SU1008445A1 (en) 1981-11-30 1981-11-30 Method for detecting clevage in mining working roofs

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813359155A SU1008445A1 (en) 1981-11-30 1981-11-30 Method for detecting clevage in mining working roofs

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1008445A1 true SU1008445A1 (en) 1983-03-30

Family

ID=20984320

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU813359155A SU1008445A1 (en) 1981-11-30 1981-11-30 Method for detecting clevage in mining working roofs

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1008445A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Ямщиков B.C. и др. Дефектоскопи пустот под отводными каналами на Североуральском бокситовом руднике . - Торный журнал , . 1979, 6, с.55-57. 2. Ржевский В.В. и Ямщиков B.C. Акустические методы исследовани и контрол горных пород в массиве . М., Наука, 1973, с.217 (прототип) . *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4649525A (en) Shear wave acoustic logging system
US3974476A (en) Highly-directional acoustic source for use in borehole surveys
US20070070809A1 (en) Method for normalizing signals in a cement bond logging tool
US20100097887A1 (en) Active Noise Cancellation Through the Use of Magnetic Coupling
US20070070816A1 (en) Sonic instrumentation apparatus and method for cement bond logging
MXPA06001468A (en) Multimode acoustic imaging in cased wells.
GB2578697A (en) Formation acoustic property measurement with beam-angled transducer array
US4713968A (en) Method and apparatus for measuring the mechanical anisotropy of a material
WO1993011528A1 (en) Acoustic non-destructive testing
US6941819B1 (en) Apparatus and method for determining the dynamic mechanical properties of a cement sample
US7911876B2 (en) Method for initializing receiver channels in a cement bond logging tool
US3401772A (en) Method for logging cased boreholes
US5691475A (en) Method for measuring the propagation velocity of ultrasonic acoustic waves through rock fragments
Auberger et al. Ultrasonic velocity and attenuation of longitudinal waves in rocks
SU1008445A1 (en) Method for detecting clevage in mining working roofs
CN1019997C (en) Method for measuring length, and apparatus for implementing method
RU2305767C1 (en) Acoustic borehole logging method
Bradfield et al. Determining the thickness of concrete pavements by mechanical waves: directed-beam method
RU2490668C2 (en) Directed rod-shaped piezoceramic radiator for acoustic logging device, device and acoustic logging method
US3339666A (en) Pulsed high frequency acoustic logging
US3529466A (en) Ultrasonic inspection apparatus for rotatable cylindrical objects and bodies of elastic material
US3276533A (en) Acoustic character logging
JP2000002692A (en) Method for searching defect in concrete structure or behind the structure
SU996972A1 (en) Acoustic well-logging method
US4238963A (en) Test head for ultrasonic testing of structural material