SU1452984A1

SU1452984A1 - Способ контрол напр женного состо ни массива горных пород

Info

Publication number: SU1452984A1
Application number: SU874246293A
Authority: SU
Inventors: Владимир Лазаревич Шкуратник
Original assignee: Московский Горный Институт
Priority date: 1987-05-20
Filing date: 1987-05-20
Publication date: 1989-01-23

Abstract

Изобретение относитс к горному делу. Цель изобретени - повьше- ние надежности контрол в горных породах с большим затуханием упругих волн. В массиве пород бур т две параллельные скважины, в которых размещают излучатель и приемник ультразвуковых колебаний. Излучают в массив ультразвуковой шумовой стационар- ньй сигнал, имеющий нормальное распределение со средним значением равньт нулю. Принимают прошедший шумовой сигнал и измер ют его дисперсию и период автокоррел ционной функции. Данные измерени провод т при параллельном перемещении излучател и приемника по длине скважины. Совокупность результатов измерений отражает характер распределени напр жений в массиве. Положение максимума зоны опорного давлени соответствует точке массива с максимальной дисперсией и минимальным периодом автокоррел ционной функции прин того сигнала. 3 ил. С/)

Description

Изобретение относитс к горному делу и может быт-ь использовано дл контрол пространственного распределени напр жений в окрестности гор- ных вьфаботок„

Цель изобретени - повышение надежности контрол в горных породах с большим затуханием упругих волн.

На фиг. 1 представлена схема ре- ализаи ш способа; на фиг. 2 - кор- релограммы, полу ченные на участке, непосредственно примыкающем к контуру выработки, в зоне опорного давлени и в зоне естественных напр же- НИИ; на фиг. 3 - графики относительного изменени дисперсии и периода автокоррел ционной функции в зависимости от рассто ни (вдоль скважин) до контзфа выработки.

Схема реализации способа включает параллельные скважины 1 и 2, излучающий ультразвуковой преобразователь приемньй ультразвуковой преобразователь 4, генератор 5, межскважинное пространство 6, коррелометр 7.

Способ осуществл ют следующим образом .

В кровле, стенке или почве вырабоки бур т две параллельные скважины (шпура) 1 и 2 на рассто нии 0,5-0,7м друг от друга на глубину до 3-5 м, по которым параллельно перемещают излучающий ультразвуковой преобразователь 3 и приемньй ультразвуковой преобразователь 4 дискретно с шагом 0,1-0,2 мм.

Излучающий преобразователь 3 возбуждают электрическим шумовым стационарным сигналом, имекшщм нормаль- ное распред ение со средним значением равным нулю-, генератора 5. С помощью преобразовател 3 ультразвуковой шумовой стационарньй сигнал излучают в породы межскважинного прост- ранства 6. Прошедшие ультразвуковые колебани принимаютс и преобразуютс с помощью приемного преобразовател в шумовой электрический сигнал, кото рьй далее подают на коррелометр 7, с помощью которого измер ют дисперсию В(0) и период автокоррел ционной функции. При этом в качестве коррелометра 7 может быть использова например, серийно выпускаемьй промьш ленностью прибор дл исследовани коррел ционных характеристик Хб-в.

Участок вблизи контура выработки нарушен вследствие воздействи буро

о

Q Q

5

взрывных работ и вли ни горного давлени . Нарушени сплошности на этом участке привод т к высокому затуханию зондирующего ультразвукового сигнала . Причем высокочастотные составл ющие спектра этого сигнала очевидно затухают в большей степени, чем низкочастотные. В результате средн мощность, т.е. дисперси В(О) прин того шумового сигнала уменьшаетс , а период t его автокоррел ционной функции увеличиваетс (фиг. 2, крива 8). На участке, соответствующем зоне опорного давлени , автокоррело- грамма 9 имеет наибольшую дисперсию В,(0) и минимальньй период 7 , так как этот участок характеризуетс наименьшей пористостью и трещинова- тостью. Далее по глубине скважин 1 и 2 следует участок ненарушенного массива, на котором не произошло изменений напр жений и структуры горных пород под вли нием выработки. Автокоррелограмма 10, полученна на этом участке, характеризуетс величинами В(О) и |j , имеющими промежуточные значени по сравнению с первым и вторым участками.

Совокупность результатов измерений величин В,(0) и f (фиг. 3) отражает характер распределени напр жений в окрестност х горной выработки с глубиной.

Экспериментальна проверка данного способа проведена на шахте, где добываютс блоки пильных известн ков , В стенке подготовительной вьра- ботки на рассто нии 0,5 м друг от друга в вертикальной плоскости пробурены два шпура диаметром 42 мм и длиной 3 м. Излучаюш 1й и приемньй преобразователи 3 и 4 синхронно перемещались по шпурам 1 и 2 с шагом 0,1 м. Возбуждение излучающего преобразовател с резонансной частотой fjj 50 кГц и полосой пропускани j f 6 кГц осуществл лось с помощью шумового электрического генератора.

Коррел ционный анализ прин того преобразователем шумового сигнала осутдествл лс аналоговым коррелометром .

В результате получена совокупность значений В,(0) и f .На глубине 1,2 м значение В,,(0) максимально, а t o минимально, что говорит о том, что именно на этой глубине находитс

максимум зоны опорного давлени . Причем значение В,(0) , полученное на контуре выработки, в 2,6 раза меньше максимального значени В„(0), полученного на рассто нии 1,2 м от этого контура, а значение В,(0) на контуре выработки на 70% больше, чем значение J j на рассто нии 1,2 м от контура, Важно также отметить, что, несмотр на высокое затухание упругих волн в известн ках, уровень сигнала на выходе приемного преобразовател не менее , чем в 4-5 раз превьшал чувствительность коррел тора. В то же врем проведенное в аналогичных услови х импульсное прозвучивание (с использованием ультразвукового прибора УК-ЮП) не позволило зафиксировать первое вступление прин того сигнала в области, примыкающей к контуру выработки , где затухание упругих колебаний максимально.

(

Таким образом, данный способ позвол ет повысить надежность контрол в горных породах с большим затуханием упругих волн за счет их гарантированного устойчивого прозвучивани .

Claims

Формула изобретени

Способ контрол напр женного состо ни массива горных пород, вклю- чаюрщй прозвучивание ультразвуковы- f-Di ЗОНД1-1РУКНЦИМИ сигналами участков массива, расположенных между параллельными скважинами по их глубине, и измерение параметров прин тых сигналов , по изменению которых с глубиной определ ют положение максимума зоны опорного давлени , по которому контролируют напр женное состо ние массива, отличающийс

тем, что, с целью повьшени надежности контрол в горных породах с большим затуханием упругих волн, в качестве зондирующего сигнала используют шумовой стационарный сигнал, .

имеющий нормальное распределение со средним значением, равным нулю, измер ют дисперсию и период автокоррел ционной функции этого сигнала, выдел ют участок массива с максимальной

дисперсией и минимальным периодом автокоррел ционной функцией сигнала и по его положению определ ют поло- - жение максимума зоны опорного давлени .

(риг 1

12

TQ

t.M

(Риг,ъ