SU1053034A1

SU1053034A1 - Method of estimating impact hazard of rock

Info

Publication number: SU1053034A1
Application number: SU813367908A
Authority: SU
Inventors: Вениамин Михайлович Сбоев; Владимир Иванович Востриков; Галина Васильевна Черемных
Original assignee: Институт Горного Дела Со Ан Ссср
Priority date: 1981-12-25
Filing date: 1981-12-25
Publication date: 1983-11-07

Abstract

СПОСОБ ОЦЕЕЖЙ УДЛРООПАСНОС- : ТИ ГОРНЫХ ПОРОД, включающий механическое нагружение с посто нной контролируемой скоростью исследуемого . объема горной породы до его разру ни , регистрацию сейсмической эмиссии в широком диапазоне,частот в процессе упругой деформации исследуемого объема горной поррдьа и на этапе его разрушени , о т л и ч а ю щ и и с тем, что, с целью повьшени безопасности ведени горных работ путем повьшени точности оценки удароопасности , механическое нагружение осуществл ют с использованием двух параллельных- скважин, при этом в из них размеадаиот широкополосный сейсмический преобразователь, а во второй - устройство, создающее}одностороннее давление перпендику;л рно оси первой скважины до разрушени межскважинного промежутка.WAY OF UDLE-DANGER-: TI OF MOUNTAIN BREEDS, including mechanical loading with a constant controlled speed of the investigated. the volume of the rock before its destruction, the registration of seismic emission in a wide range, the frequencies in the process of elastic deformation of the investigated volume of the rock porrd and at the stage of its destruction, in order to increase the safety of mining by increasing the accuracy of the impact assessment, mechanical loading is carried out using two parallel-wells, while in them there is a wideband seismic transducer, and in the second - a device that creates} one-sided pressure of perpendiku; l angles to the first axis of the borehole to fracture interhole gap.

Description

Способ относитс к горной прокал ленности и может быть применен на рудных и нерудных месторождени х дл контрол уда)оопасности горных пород на глубоких подземных горных предпри ти х, опасных по динамичесКИМ про влени м с использованием сейсмоакустических методов. Известен способ оценки устойчивости кровли горных пород, в котором фиксируют колебани двух разли ных частот и по соотношению их ампл туд определ ют степень устойчивости кровли fl 3. Однако с помощью известного способа невозможно контролировать и прогнозировать быстро протекакицие динамические процессы (горные тапчки , удары) .возникаккцие в массиве го ных пород, и (Лтредел ть склонность участка пород к ударорпасности. Наиболее близким к предлагаемому вл етс способ дценки удароопаснос ти горных пород, включающий механическое нагру ение с посто нной конт ролируемой скоростью исследуемого объема горной породы до его разруше ни , регистрацию серсглической si-wcсии в широком диапазоне частот в пр цессе упругой деформации исследуемо го объема горной породы и на этапе его разрушени С2 3 Но в услови х глубоких пс земных горных предпри тий с высокой теологической неоднорсдностью массива, различными технологическигда процёссами , где необходимо одновременно учитывать все факторы, определ ющие динамическое состо ние, с помощ данного способа реальную оценку сос ни контролируемого горного массива ПРОВОДИТЬ невозможно. Цель изобретени - улучшение безопасности ведени горных работ путем повышени точности оценки ударо рпасности.- . . , Поставленна цель достигаетс тем, что согласно способу оценки удароопасности горных пород, включающему механическое нагружение, с п то нной контролируемой скоростью исследуемогообъема горной породы до его разрушени , регистрацию сейс мической эмиссии в широком диапазоне частот, в процессе упругой деформации исследуемого объема горной породы и на этапе его разрушени , механическое нагружение осущес вл ют с использованиегл двух параллельных скважин, при этом в первой из них размещают широкополое шли сейсмический преобразователь, а во второй - устройство, создающее одно стороннее давление.перпендикул рно оси первой скваиины до разрушени .межскважинного промежутка. На чертеже Изображена принципиальна схема устройства дл проведени работ по пpeдлaгae юмy способу . . На участке горного массива пробуривают измерительные скважины 1 и 2 при диаметре скважины 1 в -3 раза больше диаметра скважины 2, причем межскважинное рассто ние 3 примерт но равно диаметру малой скважины. В скважине 1 устанавливаетс гидронапорное устройство 4 одностороннего действи с пуансоном 5 и опорной п той 6. Давление передаетс гидронапорнсму устройству 4 по гидропроводу 7 от гидрокомпрессорной установки 8. Непрерывный контроль напорного усили осуществл етс посредством первичного преобразовател 9, от которого сигнал передаетс по измерительному кабелю 10 на блок 11 контрол напорного усили . Сигнал, пр опорциональный напорному усилию, подаетс на блок 12 автоматiPiecKoro управлени гидрокомпреЬсррной установкой по напорному усилию. Такой режим работы позвол ет обеспечить строго заданную скорость наращивани напорного усили . Одновременно в измерительной скважине малого диаметра устанавливаетс выше гидравпическогр напорного устройства первичный сейсмопреобразователь 13, информаци от которого по кабелю 14 прступает на после рвательнр соединенные блок 15 усилителей-формирователей , блок 16 компараторов , многоканальный блок 17 счетчиков с пам тью, индикацией и выводом цифровой информации с возможное- . тью регистрации за определенные промежутки , времени, блок 3,8 цифро-аналогового преобразовани , блрк 19 дифференцировани и двухкоорцинатный саМрпйсец 20.: Крнтррль и регистраци микррсейсмическрй эмиссии осуществл етс следующигл образом. Механические колебани , возникающие в контактной зоне первичного сейсмопреобразовател 13, принимаютс им, преобразуютс в электрические , сигналы, передаютс пЪсредств 1 измерительного кабел 14 и поступают в блок 1,5: усилителей-формирователей. Сформированные в усилител х-формировател х сигналы поступают на вход бло ка 16 компаратрррв, где вьщеп етс четыре определенных уровн , а в многоканальном блоке 17 счетчиков с пам тью , индикацией и выводом цифровой информации пррисхсщит заполнение каждрго из уровней счетными импульсами соответствующей частоты, счет их по калщому из уровней, затем результаты счета по каждоу из уровней суммируютс .The method relates to mountain impurity and can be applied in ore and non-ore deposits to control the hazard of rocks in deep underground mining enterprises, which are hazardous by dynamic manifestations using seismo-acoustic methods. A known method for estimating the stability of a roof of rocks, in which the oscillations of two different frequencies are recorded and the degree of stability of the roof fl 3 is determined by the ratio of their amplitudes. However, using a known method, it is impossible to control and predict quickly the dynamic processes (mountain slippers, impacts). occurrence in the rock mass, and (To control the tendency of a section of rocks to shock safety. The closest to the proposed method is to evaluate the impact of rock hazard, including mechanical loading with a constant controlled speed of the volume of rock under study before its destruction, registration of sergetic si-wssia in a wide range of frequencies in the process of elastic deformation of the studied volume of rock and at the stage of its destruction C2 3 enterprises with high theological non-uniformity of the array, various technological processes, where it is necessary to simultaneously take into account all the factors that determine the dynamic state, with the help of this method, a real estimate of the contact contour oliruemogo massif CONDUCTING impossible. The purpose of the invention is to improve the safety of mining operations by increasing the accuracy of the impact assessment. . The goal is achieved by the fact that according to the method of assessing the impact of rocks, including mechanical loading, with a variable controlled rate of the studied volume of rock before its destruction, the registration of seismic emission in a wide frequency range, during the elastic deformation of the studied volume of rock and at the stage of its destruction, the mechanical loading is accomplished using two parallel wells, with a seismic transducer being placed in the first of them, and in the second, a device that creates a one-sided pressure. perpendicular to the axis of the first squaiine until the interborehole is destroyed. The drawing shows a schematic diagram of an apparatus for carrying out works in accordance with the method proposed. . Measuring wells 1 and 2 are drilled in the area of the mountain massif, when the diameter of the well 1 is 3 times larger than the diameter of the well 2, and the interwell distance 3 is approximately equal to the diameter of the small well. In well 1, a one-way hydro-pressure device 4 is installed with a punch 5 and a support point 6. The pressure is transmitted to the hydro-pressure device 4 through a hydraulic line 7 from a hydraulic compressor unit 8. Continuous pressure force control is carried out by means of a primary converter 9, from which a signal is transmitted through measuring cable 10 on the block 11 control pressure force. The signal, which is supported by the pressure force, is fed to the unit 12 of the automatic PiecKoro control of the hydrocompression system by the pressure force. This mode of operation allows to ensure a strictly specified rate of increase in pressure force. At the same time, a primary seismic converter 13 is installed above the hydraulic pressure device in the small-diameter measuring well, the information from which connects the amplifier block 15, the comparators block 16, the multichannel meter counter 17 with memory, indication and digital information output after cable 14 possible-. Registration for a certain period of time, the block of 3.8 digital-analog conversion, differentiation block 19 and two-coordinate satellite monitor 20 .: The design and registration of micro-emission emissions is carried out as follows. The mechanical vibrations arising in the contact zone of the primary seismic sensor 13 are received by it, converted into electrical signals, transferred from the means 1 of the measuring cable 14 and fed into the block 1.5: amplifier-formers. The signals formed in the amplifier x-drivers come to the input of block 16 comparators, where four defined levels are recorded, and in a multichannel block 17 counters with memory, indication and digital information output, the filling of each of the levels with counting pulses of the corresponding frequency counts according to the level, then the scores for each level are summed up.

Регистраци и обработка измерений производитс автоматически в режиме взвешивани . Результаты счета пропорциональны площади принимаемого сигнала . Кроме того, возможность регистр рации ко «4ул тивных значений импуль- 5 сов в секунду позвол ет регистрировать интенсивность микросейсмической эмиссий. .The registration and processing of measurements is performed automatically in the weighing mode. The counting results are proportional to the area of the received signal. In addition, the possibility of registering covariates of 4sulsive values of pulses per second per second makes it possible to record the intensity of microseismic emissions. .

В блоке 18 цифро-анало- ового прегобразовател производитс преобразо- 10 вание информации в аналоговую форму дл удобства графического построени . В блоке 19 дифференцировани производитс обработка инфс мации, а затем запись результатов с помоихью двухко6р)$ динатного Сс1мописца 20, где параллельIn block 18 of the digital-analogue converter, the information is converted into analog form for the convenience of graphic construction. In block 19 of differentiation, information processing is performed, and then the results are recorded with a help of dvuhko6p) $ 15 Cc1 of the writer, where the parallel

но идет запись величины напорного давлени в массиве.but the pressure value is recorded in the array.

Таким образом, в натурных услови х ПРОИЗ.ЭОДИТСЯ регистраци величины напорного усили и интенсивности микросейсмической эмиссии.Thus, in full-scale conditions, the magnitude of the pressure force and the intensity of the microseismic emission is measured.

По зависимост м, характеризуюидам накопление упругой энергии в процессе упругой деформации массива и выделение ее на этапе хрупкого разрушени , оцениваетс удароопасность горного массива.According to the dependences, characterization of the accumulation of elastic energy in the process of elastic deformation of the massif and its release at the stage of brittle fracture, the impact hazard of the mountain massif is estimated.

Предлагаемый способ повышает точность прогноза удароопасности реального горного массива, что позвол ет улучшать безопасность условий ведени горных работ.The proposed method improves the accuracy of the prediction of the impact hazard of a real mountain range, which allows improving the safety of mining conditions.

Claims

EVALUATION METHOD OF ROCK udaroopasnost comprising mechanical 'cal ^g loading with a constant controlled rate investigated rock volume to its destruction, recording seismic emission over a wide range "of frequencies in the test proDosSe elastic deformation of the rock volume and its fracture in the step of Whitlock and I with the fact that, in order to increase the safety of mining operations by increasing the accuracy of the impact hazard assessment, mechanical loading is carried out using two parallel wells, at the same time, a broadband seismic transducer is placed in the first of them, and in the second, a device that creates (one-way pressure perpendicular to the axis of the first well until the inter-well gap is destroyed.