SU1657641A1

SU1657641A1 - Способ определени координат очага акустической и электромагнитной эмиссии

Info

Publication number: SU1657641A1
Application number: SU894645479A
Authority: SU
Inventors: Владислав Филиппович Лебедев; Анатолий Георгиевич Павлов
Original assignee: Научно-производственное объединение "Сибцветметавтоматика"
Priority date: 1989-02-02
Filing date: 1989-02-02
Publication date: 1991-06-23

Abstract

Изобретение относитс к горному делу и м.б. использовано дл дистанционного неразрешающего контрол очагов напр женного состо ни горного массива. Цель - повышение достоверности оценки напр женного состо ни массива горных пород за счет повышени точности определени координат очага электромагнитной и акустической эмиссии и за счет снижени информации , вызванной искусственными помехами. Измер ют среднюю скорость распространени сейсмоакустического сигнала . Регистрируют врем прихода электромагнитных и сейсмоакустических сигналов. Определ ют врем запаздывани сейсмоакустического сигнала относительно электромагнитного .Регистрируют электромагнитные и сейсмоакустические сигналы, излучаемые источниками электромагнитной и акустической эмиссии. Опреце- л ют зависимость интенсивности электромагнитных и сейсмоакустических сигналов от рассто ни до источников этих сигналов. Регистрируют по три компонента электромагнитной и акустической эмиссии. При совпадении векторов напр женностей электромагнитной и акустической эмиссий определ ют направление на источник акустической и электромагнитной эмиссий по вектору совпадени . Дл более однозначного и уверенного определени направлени положени очага и интенсивности излучени производ т накопление импульсов. 2 ил. Ё

Description

Изобретение относитс к горному делу и может быть использовано дл дистанционного неразрушающего контрол очагов напр женного состо ни горного массива и определени их координат с помощью электромагнитной и акустический эмиссии, а также дл определени положени очагов и других источников электромагнитных и акустических сигналов (взрывы, работающие механизмы).

Цель изобретени - повышение достоверности оценки напр женного состо ни горного массива за счет повышени тэчности определени координат очага электромагнитной и акустической эмиссии и за счет исключени информации, вызванной искусственными помехами.

На фиг. 1 изображена структурна схема устройства дл реализации способа; на фиг. 2 - схема осуществлени предлагаемого способа.

Устройство (фиг. 1) содержит трехком- понентный датчик 1 электромагнитной эми- сии (ЭМЭ), блок 2 аналого-цифрового преобразовани (АЦП) ЭМЭ, схему 3 вычислени направлени вектора ЭМЭ. блок 4

Os

ел

ч Os

Јь

пам ти канала ЭМЭ, блок 5 синхронизации канала акустической эмиссии (АЭ), трехком- понентный датчик 6 АЭ, блок 7 АЦП, блок 8 вычислени направлени вектора АЭ, схему 9 сравнени векторов ЭМЭ и АЭ, схему 10 вычислени времени прохождени сигнала АЭ, блок 11 индикации,блок 12 вычислени декремента затухани АЭ, мощности излучени в очаге АЭ, степени напр женности массива, блок 13 регистрации. Причем выходы датчиков 1 и 6 подсоединены, соответственно , к входам блоков 2 и 7 АЦП, выходы которых подключены к схемам 3 и 8 вычислени векторов соответственно.

Блок 2 АЦП ЭМЭ одним из выходов подсоединен к блоку 5 синхронизации канала АЭ и к блоку 7 АЦП АЭ. Выход схемы 3 соединен с входом блока 4 пам ти канала ЭМЭ, выход которого соединен через схему 9 сравнени векторов к блоку 5 и к блоку 11 индикации. Выход блока 5 соединен со схемой 10 вычислени времени прохождени сигнала АЭ, к другому входу которой подсоединена схема 9 сравнени векторов, выход и вход которой соединен со схемой 8. Выход схемы 10 присоединен к входам блока 11 индикации, блока 12 вычислени и блока 13 регистрации.Выход блока 12 вычислени соединен с одним из входов блока 11 индикации , а другой выход - с входом блока 13 регистрации.

Способ осуществл ют следующим образом .

Сигнал ЭМЭ, прин тый трехкомпонент- ным датчиком 1 (три идентичных ортогональных датчика, магнитные диполи), усиливают и подают в блок 2 АЦП данных ЭМЭ, где обрабатывают и затем - в схему 3 вычислени напр жени вектора ЭМЭ, далее занос т в блок 4 пам ти канала ЭМЭ с учетом пол рности относительно выбранной системы отсчета (направление оси выработки , скважины). Одновременно сигнал подают в блок 5, где происходит отсчет времени сигналов АЭ. Сигнал АЭ, прин тый трехкомпонентным датчиком 6, усиливают и подают дл обработки в блок 7 АЦП данных (который открывают сигналом запуска с блока 2), где обрабатывают и подают в схему 8 вычислени вектора АЭ.

Далее сигналы ЭМЭ и АЭ из блоков 4 и 8 идут на схему 9 сравнени векторов напр - женностей ЭМЭ и АЭ. При совпадении направлений векторов из схемы 9 подают команду дл прекращени счета времени в схеме 10 и команду в блок 11 индикации дл отображени данных по направлению векторов . Со схемы 8 вычислени направлени вектора АЭ сигнал также подают в блок 12 вычислени (после сигнала со схемы 9).

По заданной скорости распространени АЭ в массиве, введенной в блок АЦП АЭ, по времени пробега импульсов АЭ и амплитуде импульсов АЭ, в блоке 12 рассчитывают рассто ние до источника ЭМЭ и АЭ, его координаты относительно выработки (скважины), декремент затухани АЭ, величину энергии импульса АЭ в очаге АЭ и по этим данным оценивают напр женность

0 массива. Данные, вычисленные в блоке 12, подают в блок 11 индикации.

Вместо устройства индикации (или параллельно с ним) возможна регистраци данных в печатающем устройстве или в дол5 говременной пам ти, на магнитном носителе .

Схема осуществлени способа (фиг. 2) содержит очаг 14 акустической (АЭ) и электромагнитной (ЭМЭ) эмиссии, место 15 рас0 положени приемных устройств АЭ и ЭМЭ, очаги 16 и 17 АЭ или ЭМЭ. Кроме того, на схеме обозначены: Нх, Ну, Hz - составл ющие ЭМЭ или АЭ; Не - суммарный вектор, его направление и модуль; BiBa - направле5 ние на очаг АЭ и ЭМЭ; а - телесный угол между направлением векторов АЭ и ЭМЭ; S - рассто ние от очага до точки приема.

Способ осуществл ют следующим образом .

0 На поверхности выработки в точке 15 устанавливают датчик ЭМЭ и р дом забуривают шпур глубиной до 0,5 м. туда помещают датчик АЭ. Шпур заполн ют водой или заделывают другим высокоскоростным ма5 териалом дл обеспечени надежного и оди- накового акустического переходного сопротивлени по всем трем направлени м (компонентам) датчика.

В очаге 14 АЭ и ЭМЭ происходит излу0 чение АЭ и ЭМЭ и в окружающем пространстве распростран ютс электромагнитные и акустические волны. В св зи с высокой скоростью распространени электромагнитной волны ее приход в точку 15 приема

5 можно считать мгновенным.

Приемным устройством принимают три компонента импульса ЭМЭ, вычисл ют направление и модуль вектора, занос т в электронную пам ть и запускают счет времени.

0 Импульс АЭ приходит в точку 15 через интервал времени где V - скорость распространени упругой волны в массиве, которую можно определить, например, с помощью аппаратуры сейсмоэлектрического

5 метода.

Если направление волны АЭ совпадает с направлением волны ЭМЭ, отсчитывают врем прохождени волны АЭ, вычисл ют рассто ние до очага по величине скорости волны АЭ, а векторы ЭМЭ и АЭ даютнаправление на очаг. Кроме того, рассчитывают мощность импульсов АЭ и ЭМЭ в очаге. Точность совпадени направлени задают величиной телесного угла а- угла совпадени направлени векторов. В зависимости от рассто ни , необходимого дл исследовани , допуски по величине телесного угла, характеризующего совпадение направлений векторов ЭМЭ и АЭ, измен ютс :

а - 10-20° дл малых рассто ний (10- 20 м);

а - 5-10° дл рассто ний 20 м.

Дл более однозначного и уверенного определени направлени положени очага и интенсивности излучени производ т на- копление импульсов, идущих от источника как ЭМЭ, так и АЭ. Сигналы от очагов (источников ) 16 и 17, дающих сигналы только ЭМЭ или только АЭ, не накапливают.

Информаци с выводов блока индика- ции выводитс на ЭВМ типа ДВК-2, ДВК-3 и др.

Claims

Формула изобретени Способ определени координат очага акустической и электромагнитной эмиссии,

включающий измерение средней скорости распространени сейсмоакустического сигнала , регистрацию времени прихода электромагнитных и сейсмоакустических сигналов, определение времени запаздывани сейсмоакустического сигнала относительно электромагнитного, регистрацию электромагнитных и сейсмоакустических сигналов, излучаемых источниками электромагнитной и акустической эмиссии, определение зависимости интенсивности электромаг- нитныхи сейсмоакустических сигналов от рассто ни до источников этих сигналов, отличающийс тем, что, с целью повышени достоверности оценки напр женного состо ни массива горных пород за счет повышени точности определени координат очага электромагнитной и акустической эмиссии и за счет снижени информации, вызванной искусственными помехами, регистрируют по три компонента электромагнитной и акустической эмиссий и при совпадении векторов напр женностей электромагнитной и акустической эмиссий определ ют направление на источник акустической и электромагнитной эмиссии по вектору совпадени .

Фиг.

в,

Фиг.2