Способ оценки удароопасности горных пород

 

СПОСОБ ОЦЕЕЖЙ УДЛРООПАСНОС- : ТИ ГОРНЫХ ПОРОД, включающий механическое нагружение с постоянной контролируемой скоростью исследуемого . объема горной породы до его разру ния , регистрацию сейсмической эмиссии в широком диапазоне,частот в процессе упругой деформации исследуемого объема горной поррдьа и на этапе его разрушения, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повьшения безопасности ведения горных работ путем повьшения точности оценки удароопасности , механическое нагружение осуществляют с использованием двух параллельныхскважин, при этом в из них размеадаиот широкополосный сейсмический преобразователь, а во второй - устройство, создающее}одностороннее давление перпендику;лярно оси первой скважины до разрушения межскважинного промежутка.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(59 0 01 Ч 1 24 и ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ . Н ABTOPCHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ф ь

0а

° Ю

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНГЪП ИЙ (21 ) 3367908/18-25 (22) 25.12.81 (46 ) 07.11.83. Бюл. В 41 (72) В.М. Сбоев, В.И. Востриков и Г.В. Черемных

:(71) Институт горного дела СО AH CCCP (53} 550.834(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР,.

9 723135, кл. Е 21 С 39/00, 1978.

2. Курленя М.В., Сбоев В.М. Гео.физические методы контроля напряже-:. ний в горных породах. — Сборник научных трудов "Особенности протека-.. ния динамических процессов в напряженно-деформированном массиве гор ных пород блочной структуры". Ново. сибирск, 1980, с. 23-27 (прототип). (54 )(57) СПОСОБ ОЦЕНКИ УДАРООПАСНОС-

:ТИ ГОРНЫХ ПОРОД, вклЮчаюший механи„„SU„, 105 А

:ческое нагружение с постоянной контролируемой скоростью исследуемого объема горной породы до его разру шения, регистрацию сейсмической эмиссии в широком диапазоне частот в процессе упругой деформации исследуемого объема горной породы и на этапе

его разрушения, о т л и ч а ю-ш и й— с я тем:, что, с целью повьыения безопасности ведения горных работ. путем повьыения точности оценки уда:роопасности, механическое нагружение осуществляют с использованием двух параллельных скважин,.при этом в пе}Мой из них размещают широкополосный сейсмический преобразователь, а во второй - устройство, создаюшее.

O (одностороннее давление перпендикулярно оси первой скважины до разру шения межскважинного промежутка. е

1053034

Способ относится к горной проьыаленности и может быть применен на рудных и нерудных месторождениях для контроля удароопасности горных пород на глубоких подземных горных предприятиях, опасных по динамическим проявлениям с использованием сейсмоакустических методов.

Известен способ оценки устойчивости кровли горных пород, в котором фиксируют колебания двух различных частот и по соотношению их ампли-. туд определяют степень усгойчивости кровли. 1). Однако с помощью известного способа невозможно контролировать и 15 прогнозировать быстро протекающие динамические процессы горные толч- ки, удары),возникающие в массиве горных пород, и определять склонность участка пород к удароопасности. 20

Наиболее близким к предлагаемому является способ дценки удароопасности горных пород, включающий механическое нагружение с постоянной контролируемой скоростью исследуемого объема горной породы до его разрушеi ния, регистрацию сейсмической эмиссии в широком диапазоне частот в процессе упругой деформации исследуемого объема горной породы и на этапе его раррушйния Г2 1.

Но в условиях глубоких подземных горных предприятий с высокой геологической неоднородностью массива, различными технологическими процессами, где необходимо одновременно учитывать все факторы, определяю: щие динамическое состояние, с помощью данного способа реальную оценку состояния контролируемого горного масси- 40 ва проводить невозможно.

Цель изобретения - улучшение безопасности ведения горных работ пу- . тем повышения точности оценки удароопасности.. 45

Поставленная цель достигается . тем, что согласно способу оценки удароопасности горных пород, вклю- чающему механическое нагружение, с постоянной контролируемой скоростью исследуемого объема горной породы до его разрушения, регистрацию сейсмической эмиссии в широком диапазоне частот, в процессе упругой деформации исследуемого объема горной породы и на этапе его разрушения, механическое нагружение осуществляют с использованием двух параллельных скважин, при этом в первой из них размещают широкополосный 60 сейсмический преобразователь, а во второй - устройство, создающее одностороннее давление перцендикулярно оси первой скважины до разрушения ,межскважинного промежутка. 65

На чертеже Изображена принципиальная схема устройства для проведения работ по предлагаемому способу .

На участке горного массива пробуривают измерительные скважины 1 и 2 при диаметре скважины 1 в 2-3 раза больше диаметра. скважины 2, причем межскважинное расстояние 3 пример-. но равно диаметру малой скважины.

В скважине 1 устанавливается гидронапорное устройство 4 одностороннего действия с пуансоном 5 и опорной пятой 6. Давление передается гидронапорному устройству 4 по гидропроводу 7 от гидрокомпрессорной установки 8.

Непрерывный контроль напорного усилия осуществляется посредством первичного преобразователя 9, от которого сигнал передается по измерительному кабелю 10 на блок 11 контроля напорного усилия. Сигнал, пропорциональный напорному усилию, подается на блок 12 автоматического управления гидрокомпрессорной установкой по напорному усилию. Такай режим работй позволяет обеспечить строго заданную скорость наращивания напорного усилия.

Одновременйо в измерительной скважице малого диаметра .устанавливается вьше гидравлического напорного устройства первичный сейсмопреобразователь 13, информация от которого по кабелю 14 поступает иа последовательно соедийенные блок 15 усилителей-формирователей, блок 16 компараторов, многоканальйый блок .17 счетчиков с памятью, индикацией и выво- дом цифровой информации с воэможностью регистрации за определенные промежутки, времени, блок 1.8 цифро-аналогового преобразования, блок 19 дифференцирования и двухкоординатный самопйсец 20

Контроль и регистрация микросейсмической эмиссии осуществляется следующим образом.

Механические колебания, возникаю щие в контактной зоне первичного сейсмопреобразователя .13, принимаются им, преобразуются в электрические сигналы, передаются посредством измерительного. кабеля 14 и поступают в блок 15,усилителей-формирователей.

Сформированные в усилителях-формирователях сигналы поступают на вход бло-, ка 16 компараторов, где вццеляетоя . четыре определенных уровня, а в мно- . гоканальном блоке 17 счетчиков с памятью, индикацией и выводом цифровой информации происходит заполнение каждого из уровней счетными импульсами соответствующей частоты, счет их по каждому из уровней, затем результаты счета по каждоу из уровней суммируются.

1053034

Регистрация и обработка измерений но идет запись величины напорного производится автоматически в режиме давления в массиве. взвешивания. Результаты счета про- Таким образом, в натурных Услопорциональны площади принимаемого сиг- виях производится регистрация величинала. Кроме того, возможность регист- ны напорного усилия-и интенсивности рации коммулятивйых значений импуль- » микросейсмической эмиссии.

cos в секунду позволяет регистриро- По зависимостям, характеризующим вать интенсивность микросейсмической накопление упругой энергии в процесэмиссии.. се упругой деформации массива и выВ блоке 18 цифро-анало ового пре.- деление ее на этапе хрупкого разруобразователя производится преобразо- !О шения, оценивается удароопасность ванне информации в аналоговую фо щу горного массива. для удобства графического построения. предлагаемый способ повышает точВ блоке 19 дифференцирования проиэво- ность прогноза удароопасности реальдится обработка информации, а затем . ного горного массива, что позволяет запись результатов с помощью двухкоор » улучшать безопасность условий веде» динатного самописца 20, .где параллель ния горных работ.

Составитель И. Маслов

Редактор М. Ткач Техред hl. Íàäü Корректор Г. Pealeтник

Заказ 8865/43 Тираж 710 Подписное . °

ВНИИПИ.Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Рауыская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент"; г. ужгород, ул. Проектная, 4