SU1709111A1

SU1709111A1 - Method for evaluation of rock mass shock hazard

Info

Publication number: SU1709111A1
Application number: SU894733143A
Authority: SU
Inventors: Валерий Ахатович Фатхи; Владимир Максимович Проскуряков; Лариса Владимировна Бугаенко
Original assignee: Всесоюзный научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела
Priority date: 1989-07-12
Filing date: 1989-07-12
Publication date: 1992-01-30

Abstract

Изобретение относитс к горному делу и м.б. использовано дл исследовани напр женного состо ни участков массива горных пород по регистрации изменени частоты вибрационныхИзобретение относитс к го^рному делу и может быть использовано дл исследовани напр женного состо ни участков массива горных пород по регистрации изменени частоты вибрационных сигналов при ударно-вращательном бурении при изучении и прогнозе, про влений горного давлени , в динамической форме.ЦеЯь изобретени - расипфение •области применени и повышение надежности оценки степени удароопас- ности участков массива горных пород'.'сигналов при ударно-вращательном бурении при изученш! и прогнозе про влений горного давлени в динамической форме. Цель изобретени - расппфепие области применени и повьшение надежности способа оценки степени ударо- опасности участков массива горных пород. Вьщел ют нерегул рную часть акустического сигнала при ударно-вращательном бурении и определ ют ее преобладающую частоту, максимальную частоту и их отношение, рассто ние до максимума частоты, высоту вьфаботки и их о-тношение. Сравнением этих отношений с критери ми производ т оценку степени удароопасности массива горных пог род. При этом приемник акустических сигналов устанавливают в массиве на • глубине и на рассто нии ^от пробуриваемого шпура, равном длине волны, соответствующей преобладающей частоте. Ось 'максимальной чувствительности ориентируют параллельно направлештез бурени . -Способ осуществл ют следующи;>&1 образом.Предварительно на уча.стках массива, характеризующихс различные напр женным состо нием, с заведомо' известной степенью удароопасности, производ т регистрацию импульсных сигналов, возникающих в массиве при бз.трении шпуров .буровыми машинами ударного тира. •По результатам регистрации вьздел ют . нерегул рную часть импульсных сигна- . лов. Определ ют преобладающую частоту нерегул рной части. Далее определ ют изменение преобладающей частоты и фик-(/С"^ X>&The invention relates to mining and m. used to study the stress state of rock massif sections by registering changes in the frequency of vibration; The invention is related to the mountain case and can be used to study the stress state of rock mass segments by registering the frequency change of vibration signals during impact-rotary drilling during the study and the prediction of the occurrence of rock pressure in a dynamic form. The purpose of the invention is to understand the use of and increase the reliability of the assessment of the degree of impact hazard Cove rock mass. '' signals under shock-rotary drilling at izuchensh! and prediction of occurrence of rock pressure in a dynamic form. The purpose of the invention is to understand the scope of application and increase the reliability of the method for assessing the degree of impact hazard of rock massifs. The irregular part of the acoustic signal during shock-rotational drilling is assigned and its prevailing frequency, maximum frequency and their ratio, distance to the maximum frequency, height of the joint and their relation are determined. By comparing these relationships with criteria, an assessment is made of the degree of impact hazard of an array of mountain ranges. At the same time, the receiver of acoustic signals is installed in the array at a depth and at a distance ^ from the drilled hole, equal to the wavelength corresponding to the prevailing frequency. The axis of maximum sensitivity is oriented parallel to the direction of the drilling. The method is carried out in the following; > & 1 ways. Preliminary, on the array sections, characterized by different stress states, with a known degree of shock hazard, the pulse signals occurring in the array during drilling holes are recorded. shock strike cars. • By results of registration are selected. irregular part of the pulse signal-. fishing The prevailing frequency of the irregular part is determined. Next, the change in the prevailing frequency and fic - (/ C "^ X > &

Description

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для исследования напряженного состояния участков массива горных пород по регистрации изменения частоты вибрационных сигналов при ударно-вращательном бурении при изучении и прогнозе. проявлений горного давления в динамической форме.The invention relates to mining and can be used to study the stress state of the sections of the rock mass by recording changes in the frequency of vibration signals during rotational shock during the study and forecast. manifestations of rock pressure in a dynamic form.

Цель изобретения - расширение области применения и повышение надежности оценки степени удароопасности участков массива горных по— род’.· сигналов при ударно-вращательном буре нии при изучении и прогнозе проявлений горного давления в динамической форме. Цель изобретения - расширение области применения и повышение надежности способа оценки степени удароопасности участков массива горных пород. Выделяют нерегулярную часть акустического сигнала при ударно-вращательном бурении и определяют ее преобладающую частоту, максимальную частоту и их отношение, расстояние до максимума частоты, высоту выработки и их отношение. Сравнением этих отношений с критериями производят оценку степе ни удароопасности массива горных пог род. При этом приемник акустических сигналов устанавливают в массиве на · глубине и на расстоянии 'от пробуриваемого шпура, равном длине волны, со ответствующей преобладающей частоте. _жОсь максимальной чувствительности ори- S ентируют параллельно направлению бурения .The purpose of the invention is to expand the scope and increase the reliability of assessing the degree of shock hazard of rock mass sections'. · Signals during rotational shock drilling while studying and predicting rock pressure manifestations in dynamic form. The purpose of the invention is the expansion of the scope and increase the reliability of the method for assessing the degree of impact hazard of sections of a rock mass. The irregular part of the acoustic signal is singled out during rotational shock drilling and its prevailing frequency, maximum frequency and their ratio, distance to the maximum frequency, working height and their ratio are determined. By comparing these relations with the criteria, the degree of impact hazard of the mountain massif is estimated. In this case, the acoustic signal receiver is installed in the array at a depth and at a distance 'from the drilled hole, equal to the wavelength corresponding to the prevailing frequency. _g The axis of maximum sensitivity is oriented parallel to the direction of drilling.

Способ осуществляют следующим образом.The method is as follows.

Предварительно на участках массива, характеризующихся различным напряженным состоянием с заведомо' известной степенью удароопасности, производят регистрацию импульсных сигналов, возникающих в массиве при бурении шпуров .буровыми машинами ударного тида. По результатам регистрации вщцеляют . нерегулярную часть импульсных сигналов. Определяют преобладающую частоту нерегулярной части. Далее определяют изменение преобладающей частоты и фик сируют значение частоты, зарегистрированное на обнажении массива F_o, и максимальное значение F_w. Определяют превышение частоты, полученное в максимуме, над частотой, полученной в начальной стадии бурения F_M/F_p. Затем определяют расстояние, отделяющее максимальное значение частоты от обнажения выработки Х^и вычисляют отно- ю шение величины Хц к высоте выработки h. Проведя подобные измерения на участках, имеющих различные горно-геологические и горно-технические условия, и каждый раз, определяя величины 15 /F_o и X_M/h, получают диаграмму, представляющую собой области точек, соответствующие конкретным категориям удароопасности. Подобные диаграммы устанавливают на каждом месторождении 20 и в дальнейшем используют в течение всего времени эксплуатации выработок при прогнозе удароопасности участков массива.Preliminarily, in sections of the array characterized by a different stress state with a known degree of shock hazard, pulse signals are generated that occur in the array during drilling of drill bits using shock drill machines. According to the registration results irregular part of pulse signals. The prevailing frequency of the irregular part is determined. Next, the change in the prevailing frequency is determined and the frequency value recorded on the exposure of the array F _o and the maximum value F _{w are fixed} . The excess frequency obtained at the maximum over the frequency obtained at the initial stage of drilling F _M / F _{p is} determined. Then, the distance separating the maximum value of the frequency from the exposure of the mine X ^ is determined, and the ratio of the value of Xc to the height of the mine h is calculated. Having carried out such measurements in areas with different mining and geological and mining conditions, and each time determining the values of 15 / F _o and X _M / h, we obtain a diagram representing the area of the points corresponding to specific categories of impact hazard. Similar diagrams are set at each field 20 and are subsequently used throughout the entire life of the workings when predicting the impact hazard of the sections of the massif.

На исследуемых участках массива 25 производят измерение частоты импульсных сигналов при ударно-вращательном бурении шпуров, определяют величины F^/F_o и X_w/h. Полученные величины сопоставляют с диаграммой и по резуль- . тэтам сопоставления определяют степень удароопасности участков массива.In the studied sections of the array 25, the frequency of the pulse signals is measured during the rotational shock drilling of the holes, the values F ^ / F _o and X _w / h are determined. The obtained values are compared with the diagram and as a result. the theta comparisons determine the degree of shock hazard of the sections of the array.

В процессе измерений приемник сигналов устанавливают в шпуре, расположенном от пробуриваемого шпура на расстоянии, равном длине волны, соответствующей преобладающей частоте.During measurements, the signal receiver is installed in a hole located from the drilled hole at a distance equal to the wavelength corresponding to the predominant frequency.

При установке приемника в шпуре его погружают на глубину, также равную длине волны, соответствующей преобла- i, дающей частоте, а ось максимальной чувствительности ориентируют параллельно .When installing the receiver in a hole, it is immersed to a depth also equal to the wavelength corresponding to the predominant, giving frequency, and the axis of maximum sensitivity is oriented in parallel.

Claims

The frequency value recorded on the outcrop of the array Fj ,, and the maximum value F, are determined. They determine the maximum frequency over the frequency obtained in the initial drilling stage. Then, the distance separating the maximum value of the frequency F from the outcrop of production is determined by calculating the ratio of Xj to the height of generation h. Conducted such measurements in areas with different mining-geological and mining-technical conditions, and each time, the quantities are determined, and a diagram is obtained, representing areas of points corresponding to specific categories of impact hazard. Such diagrams are set at each field and then used throughout the entire operation of the workings in the prediction of the impact hazard areas of the array. In the studied areas of the array, the frequency of the pulse signals is measured during shock-rotational drilling of holes, the values of F / FO and Xj are determined (/ h. The obtained values are compared with the diagram, and the degree of impact hazard of the sections of the array is determined by the comparison results. Signals are installed in a bore-hole located from the hole drilled at paccation equal to the wavelength corresponding to the prevailing frequency. When the receiver is installed in the borehole, it is immersed to a depth equal to the wavelength corresponding to the frequency prevailing and the maximum sensitivity axis is oriented parallel. Claims for assessing the degree of impact of rock massif sections, including drilling holes, installing a receiver of acoustic signals, registering acoustic signals with a receiver, determining criterion values and estimating the degree of hazard of array areas rocks by comparing the criterion values with those obtained during the drilling of holes, differing In order to expand the field of application and increase the reliability of the method, an irregular part of these signals is detected in the registered acoustic signals and in this part of the signals the frequency, maximum frequency and their ratio, height The workflows, the distance from the intake to the maximum value of the frequency and the ratio of this distance to the height of production, and the assessment of the degree of impact hazard is made by comparing the obtained values of the prevailing ratio and maximum frequency and distance to the maximum of the values of the frequency to the height of the criterion, with the receiver of acoustic signals installed in the array; at a depth and at a distance from the hole being drilled ,. equal to the wavelength of the prevailing frequency, and the maximum sensitive axis of the receiver is oriented parallel to the direction of drilling.