SU1195004A1 - Method of exciting elastic waves in rock body - Google Patents
Method of exciting elastic waves in rock body Download PDFInfo
- Publication number
- SU1195004A1 SU1195004A1 SU843753218A SU3753218A SU1195004A1 SU 1195004 A1 SU1195004 A1 SU 1195004A1 SU 843753218 A SU843753218 A SU 843753218A SU 3753218 A SU3753218 A SU 3753218A SU 1195004 A1 SU1195004 A1 SU 1195004A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- electrically conductive
- region
- cavity
- elastic waves
- array
- Prior art date
Links
Abstract
1. СПОСОБ ВОЗВУВДЕНИЯ УПРУГИХ ВОЛН В МАССИВЕ ГОРНЫХ ПОРОД, включающий создание в локальной области массива горных пород механических напр жений, отличающийс тем, что, с целью повьшени стабильности возбуждени и управлени характеристиками возбуждаемых упругих волн, в локальной области создают электропровод щую область с проводимостью не менее 2-10 (Ом..м)и воздействуют на нее импульсным квазистационарным .. магнитным полем, а управление характеристиками возбуждаемых упругих волн производ т путем регулирований величины и длительности импульса напр женности возбуждающего магнитного пол . 2.Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с тем, что электропровод щую область создают путем образовани полости, в которой закреп- л ют металлическую пластину толщиной 10 - 50 мм. 3.Способ по п. 1, отличающийс тем, что электропровод щую область создают путем образовани полости, в которую помещаS ют короткозамкнутую электропровод щую катушку, плоскость витков кото (Л рой параллельна локальной области массива, а затем заливают полость твердеющим компаундом. 4.Способ ПОП.1, отличающийс тем, что электропровод щую область ВЕЛЮЛНЛЮТ в виде клина , одна сторона которого расположена вдоль локальной области СП сива, а друга образует с ней угол 45. У//1/// / 4: ///////// //У/////7///Л1. A METHOD OF ELASTIC WAVE ELASTICATION IN A MASSIF OF MOUNTAIN BREEDS, including the creation of mechanical stresses in a local area of an array of rocks, characterized in that, in order to increase the excitation stability and control the characteristics of the excited elastic waves, in the local area they create an electrically conductive region with non-conductive less than 2-10 (ohm. m) and affect it with a pulsed quasi-stationary .. magnetic field, and the characteristics of the excited elastic waves are controlled by adjusting the magnitude and length nosti pulse field strength of the exciting magnetic field. 2. A method according to claim 1, wherein the electrically conductive area is created by forming a cavity in which a metal plate with a thickness of 10-50 mm is fixed. 3. A method according to claim 1, characterized in that the electrically conductive region is created by forming a cavity into which a short-circuited electrically conductive coil is placed, the plane of which turns (Lai is parallel to the local area of the array, and then the cavity is filled with a hardening compound. 4. Method POP.1, characterized in that the electrically conducting WELENLUTE region in the form of a wedge, one side of which is located along the local area of the SP, and the other forms an angle of 45 with it. // // 1 /// 4: //// /// // U ///// 7 /// L
Description
(руг. 7 1 H3o6peTenftie относитс к горному делу и может быть использовано дл возбуждени упругих волн при контроле свойств и состо ни массива горных пород. Цель изобретени - повышение стабильности возбуждени и управление характеристиками возбуждаемых упругих волн. На фиг, 1 представлена схема реализации данного способа; на фиг,24 - возможные варианты создани , электропровод щей области массива; на фиг. 5 - экспериментально получе на зависимость относительной ампли туды А возбуждаемой волны от рассто ни методу внешним возбудителем квазистационарного импульсного магнитного пол (индуктором) и электропро вод щей областью L массива; на фиг. экспериментально полученна зависимость относительной амплитуды возбу даемой в массиве упругой волны от разр дного напр жени батареи конденсаторов накопительного устройства; на фиг. 7 - экспериментальна зависимость относительного изменени длительности упругого импульса, воз никающего в массиве, от емкости кон денсаторов накопительного узла. Способ осуществл етс следующим образом. В локальном участке массива 1 со дают электропровод щую область 2 с проводимостью не менее (Ом-м) р дом с которой на рассто нии L 0 20 мм располагают индуктор 3, на который производ т разр д запасенно в накопительном узле 4 электроэнергии . Накопительный узел 4 представл ет собой например, батарею конден саторов . Длительность и амплитулу разр дного импульса с накопительного узла 4 регулируют блоком 5 управлени путем коммутировани различного количества конденсаторов на копительного узла 4 и изменени зар дного напр жени на них. В результате разр да конденсаторов накопительного узла 4 на катушку индуктора 3 в электропровод щей области 2 создаетс импульсное квазистационарное магнитное поле, что приводит к возникновению в области вихревых токов, взаимодействие магнитного пол которых с магнитным по лем индуктора 3 обусловливает по вление механических напр жени 042 в локальном участке массива 1 , прилегающего к электропровод щей области 2. Последние привод т к образованию упругих волн в массиве 1. Проводимость электропровод щей области должна быть не ниже 2 10 (Ом. мХ, так как в противном случае (как показали экспериментальные исследовани ) уменьшаетс амплитуда возбуждаемых упругих волн, в результате уменьшени наводимых в области 2 вихревых токов. Амплитуду возбуждаемой упругой волны регулируют путем изменени рассто ни между индуктором 3 и провод щей областью 2 в диапазоне О - 20 мм, что приводит к уменьшению амплитуды излучаемой волны в 15-20 раз (фиг. 5). Кроме того, амплитуду возбуждаемой волны регулируют, измен разр дное напр жение конденсаторов накопительного узла 4. Увеличение разр дного напр жени от 900 до 1600 В приводит к увеличению амплитуды возбуждаемой упругой волны примерно в 6 раз (фиг. 6). Длительность возбуждаемого упругого импульса регулируетс путем изменени с помощью блока 5 управлени величины емкости конденсаторов накопительного узла 4. При этом длительность импульса Измен етс пропорционально корню квадратному из величины емкости накопительных конденсаторов (фиг. 7) . . Электропровод щую область .создают , например, путем образовани на поверхности массива 1 локальной полости 6 и закреплени в ней металлической пластины 7 с помощью анкеров 8 и 9 и цементного раствора 10 (фиг. 2). Оптимальна толщина электропровод щей области 2-1 1050 мм, так как при толщине менее 10 мм существенно падает амплитуда возбуждаемой упругой волны на низких частотах,где -толщина электропровод щей области становитс меньше скин-сло : где U - толщина скин-сло ; - абсолютна магнитна проницаемость; С - проводимость; Ш - кругоЕза частота.(Eng. 7 1 H3o6peTenftie refers to mining and can be used to excite elastic waves while monitoring the properties and state of the rock mass. The purpose of the invention is to increase the stability of the excitation and control the characteristics of the excited elastic waves. Fig. 1 shows a diagram of the implementation of this method Fig. 24 shows possible options for creating an electrically conductive array region; Fig. 5 shows experimentally the dependence of the relative amplitude A of the excited wave on the distance by the method of external causative agent quasist a stationary pulsed magnetic field (inductor) and an electrically conductive region L of the array; Fig. experimentally obtained dependence of the relative amplitude of the elastic wave excited in the array on the discharge voltage of the storage battery capacitors; Fig. 7 - experimental dependence of the relative change in the duration of the elastic pulse arising in the array, from the capacitance of capacitors of the storage node. The method is carried out as follows. In the local part of the array 1, the coaxial region 2 is given with a conductivity of not less (Ohm-m) near which an inductor 3 is positioned at a distance L 0 20 mm, which is discharged in an electric power storage unit 4. The storage unit 4 is, for example, a battery of capacitors. The duration and amplitude of the discharge pulse from the storage node 4 is controlled by the control unit 5 by switching different amounts of capacitors to the digging node 4 and changing the charging voltage on them. As a result of the discharge of the capacitors of the storage node 4 to the inductor 3 coil in the electrically conductive region 2, a pulsed quasi-stationary magnetic field is created, which leads to the appearance of eddy currents in the region of eddy currents, the interaction of the magnetic field with the magnetic field of the inductor 3 the local part of array 1 adjacent to the electrically conductive region 2. The latter leads to the formation of elastic waves in the array 1. The conductivity of the electrically conductive region must be at least 2 10 (Ohm. MH, since otherwise (as shown by experimental studies) the amplitude of the excited elastic waves decreases, as a result of a decrease in the eddy currents induced in region 2. The amplitude of the excited elastic wave is controlled by changing the distance between the inductor 3 and the conducting region 2 in range O - 20 mm, which leads to a decrease in the amplitude of the radiated wave by 15–20 times (Fig. 5). In addition, the amplitude of the excited wave is controlled by changing the discharge voltage of the capacitors of the storage node 4. Increasing the discharge A voltage from 900 to 1600 V leads to an increase in the amplitude of the excited elastic wave by about 6 times (Fig. 6). The duration of the excited elastic pulse is controlled by changing the capacitance of the capacitor node 4 using the control unit 5 to control the duration of the pulse. It is proportional to the square root of the capacitance of the storage capacitors (Fig. 7). . The electrically conductive region is created, for example, by forming a local cavity 6 on the surface of array 1 and fixing a metal plate 7 in it using anchors 8 and 9 and cement mortar 10 (Fig. 2). The optimum thickness of the electrically conductive region is 2-1 1050 mm, since, with a thickness of less than 10 mm, the amplitude of the excited elastic wave drops significantly at low frequencies, where the thickness of the electrically conductive region becomes less than the skin layer: where U is the skin layer thickness; - absolute magnetic permeability; С - conductivity; W - krugoEza frequency.
3 3
Увеличение толщины электропровод щей области более 50 мм нецелесообразно , так как это не приводит к дальнейшему увеличению амплитуды возбуждаемых упругих волн к усложн ет технологию изготовлени этой области .Increasing the thickness of the electrically conductive region of more than 50 mm is impractical because it does not lead to a further increase in the amplitude of the excited elastic waves and complicates the manufacturing technology of this region.
Диаметр электропровод щей области d должен составл ть 1,2-1,6 диаметров индуктора. Уменьшение диаметра электропровод щей области менее 1,2 диаметров индуктора нецелесообразно , так как это приводит к уменьшению амплитуды возбуждаемых упругих волн в св зи с тем, что часть энергии магнитного пол будет рассеиватьс в окружающих породах j не взаимодейству с электропровод щей областью мальрс размеров. Увеличение диаметра электропрово- д щей области более 1,6 Е| индуктора не приводит к возрастанию амплитуды возбуждаемых упругих волн, но усложн ет технологию изготовлени данной области. Пластина 7 может закрепл тьс и непосредственно на поверхности массива, однако при этом несколько снижаетс жесткость The diameter of the conductive region d should be 1.2-1.6 times the diameter of the inductor. Reducing the diameter of the electrically conductive region to less than 1.2 diameters of the inductor is impractical because it reduces the amplitude of the excited elastic waves due to the fact that part of the magnetic field energy is dissipated in the surrounding rocks j does not interact with the electrically conductive area of malrs sizes. Increasing the diameter of the conductive region of more than 1.6 E | the inductor does not lead to an increase in the amplitude of the excited elastic waves, but complicates the technology of manufacturing this area. The plate 7 can also be fixed directly on the surface of the array, however, at the same time, the rigidity somewhat decreases.
её в св зи с массивом что приводит к уменьшению излучаемой мощностits in connection with the array which leads to a decrease in the radiated power
Электропровод ща область 2 (фиг.З) может быть также создана путем образовани на поверхности массива 1 полости 6, в которую помещают коротОсозамкнутую электропровод щую катушку It, плоскость витков которой параллельна свободной поверхности массива 1, заливаемую затем отвердевающим компаундом 12. Катушка изготавливаетс из металлической проволоки с хорошей провбди950044The electrically conductive region 2 (Fig. 3) can also be created by forming a cavity 6 on the surface of array 1 into which a short-circuited electrically conducting coil It is placed, the plane of the turns of which is parallel to the free surface of array 1, then filled with a hardening compound 12. The coil is made of metal wire with good wire 950044
местью, например медной,, и должна по своим геометрическим и намоточным характеристикам, Kai показали экспериментальные исследовани , быть 5 подобной катушке индуктора 3. Например , катушка 11 с внутренним диаметром 2,5 см и внешним диаметром 5 см может содержать 50 витков медного провода диаметром 2 мм. Изготовление указанной электропрово10 д щей области несколько сложнее, чем Описанной выше, однако такой способ изготовлени электропровод щей области позвол ет возбудить упругие волны с большими на 20-30% revenge, for example, copper, and should according to its geometric and winding characteristics, Kai showed experimental studies to be 5 like inductor coil 3. For example, coil 11 with an inner diameter of 2.5 cm and an outer diameter of 5 cm can contain 50 turns of copper wire with a diameter 2 mm. The fabrication of this electrically conductive region is somewhat more complicated than that described above, however, this method of manufacturing an electrically conductive region makes it possible to excite elastic waves with large 20-30%
5 амплитудами, что объ сн етс увеличением индуктивности электропровод щей области, а следовательно, и напр женности магнитйого пол самоиндукции .5 amplitudes, which is explained by an increase in the inductance of the electrically conducting region, and consequently, the intensity of the magnetic field of self-induction.
00
Электропровод ща область 2 (фиг. 4) может быть вьтолнена в виде клина 13, одна сторона которого расположена вдоль свободной поверхности массива, а друга образует с The electrically conducting region 2 (Fig. 4) can be executed in the form of a wedge 13, one side of which is located along the free surface of the array, and the other forms with
5 ней угол 45 , при этом линейные размеры плоскости клина, параллельной свободной поверхности массива, должны быть такими же, как у области , изображенной на фиг. 2, т.е. 5, its angle is 45, with the linear dimensions of the plane of the wedge parallel to the free surface of the array, should be the same as the area shown in FIG. 2, i.e.
0 составл ть 1,2-1,6 диаметра индуктора .0 is 1.2-1.6 times the diameter of the inductor.
Использование такой формы электропровод щей области позвол ет возбуждать интенсивную сдвиговую The use of such a form of the electrically conducting region makes it possible to excite an intense shear
5 волну, распростран ющуюс в направлении , нормальном свободной поверхности массива, котора создаетс тангенциальной компонентой F, возбуждаемой механической силой F (фиг. 4).5, a wave propagating in the direction normal to the free surface of the array, which is created by the tangential component F, excited by the mechanical force F (Fig. 4).
10ten
кto
fpus,2fpus, 2
11111111
Фиг.З j/уУ/ ////// /лУ///.Fig.Z j / uU / ////// / LV ///.
t t
Of 0.7 d,S Of Ofl 0.3 0,2Of 0.7 d, S Ofl 0.3 0.2
oror
9 10 12 ff 1S 18 20 9 10 12 ff 1S 18 20
L,nfi ( риг. 5 /хх УХ У/У jf 7/У У/ М/L, nfi (rig. 5 / xx UX U / U jf 7 / U U / M /
А 6A 6
5 ff 3 25 ff 3 2
ff
BOO WOO mo rwo moBOO WOO mo rwo mo
г JMr. J
22
U,9U, 9
фиг. 6FIG. 6
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU843753218A SU1195004A1 (en) | 1984-06-12 | 1984-06-12 | Method of exciting elastic waves in rock body |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU843753218A SU1195004A1 (en) | 1984-06-12 | 1984-06-12 | Method of exciting elastic waves in rock body |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1195004A1 true SU1195004A1 (en) | 1985-11-30 |
Family
ID=21123834
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU843753218A SU1195004A1 (en) | 1984-06-12 | 1984-06-12 | Method of exciting elastic waves in rock body |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1195004A1 (en) |
-
1984
- 1984-06-12 SU SU843753218A patent/SU1195004A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Ржевский В.В. и Ямщиков B.C. Акустические методы исследовани и контрол горных пород в массиве. М.: Недра, 1973, с. 167. Там же, с, 145. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6595285B2 (en) | Method and device for emitting radial seismic waves in a material medium by electromagnetic induction | |
SU1195004A1 (en) | Method of exciting elastic waves in rock body | |
SU1690749A1 (en) | Device for transmitting a signal to the implantable portion of an artificial ear | |
US6281603B1 (en) | Pulse line generators | |
US4849649A (en) | Electric pulse generator of the type with a saturatable inductance coil | |
US4545042A (en) | Method for generation of acoustic vibrations and source of acoustic vibrations for realizing same | |
RU2183901C2 (en) | Spiral explosion-magnetic generator | |
RU2154887C2 (en) | Explosive piezoelectric-crystal generator | |
RU2044252C1 (en) | Explosive magnetocumulative generator | |
RU2141153C1 (en) | Electrodynamic induction mover | |
RU2610060C2 (en) | Vibration source of seismic vibrations | |
RU1304694C (en) | Creating plasma antennas and device for | |
RU2059329C1 (en) | Ferromagnetic exploded-wire electric-pulse generator | |
RU2031538C1 (en) | Generator of superwide-band signal | |
RU2206175C1 (en) | Subnanosecond pulse shaper | |
SU658715A1 (en) | Time delay line | |
Fossheim et al. | RF field dependence of memory echoes in LiNbO3 and GaAs powder | |
RU2137265C1 (en) | Microwave pulse shaper | |
RU2054795C1 (en) | Electromagnetic radiation generator | |
RU2132292C1 (en) | Method and device for deforming structure and its surrounding medium | |
RU2189695C1 (en) | Magnetic generator of pulses | |
RU2313891C2 (en) | Explosive piezo-generator | |
RU2154888C2 (en) | Explosive piezoelectric-crystal generator | |
RU13936U1 (en) | RELATIVISTIC MAGNETRON | |
SU1174864A1 (en) | Method of vibration stabilizing of moving element of permanent-magnet device |