Способ контроля состояния участков массива горных пород

 

СПОСОБ КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ УЧАСТКОВ МАССИВА ГОРНЫХ ПОРОД, включающий прием сигналов акустической эмиссии по нескольким каналам, выделение моментов первых вступлений сигналов в каналах, определение разности между моментами первого вступления и регистрацию сигналов с разностью моментов вступлений, определяемой диаграммой приема, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности и точности контроля, дополнительно по одному из каналов вьаделяют моменты вступления волн другого типа, имеющих скорость распространения, отличную от скорости волн первого вступления, определяют разность между моментами первого вступления и моментгили вступления . волн другого типа, задают зону контроля в пределах диаграммы приема, а затем регистрируют сигналы с раз- (g ностью между моментами первого вступ (Л ления и моментами вступления волн другого типа, определяемой этой зос ной.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ, (21) 3378538/22-03 (22) 05 ° 01.81 (46) 07.12.83. Бюл. Р 45 (72) А.r.Стороженко (71) Всесоюзный ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела (53) 622.235(088.8) (56) 1. Грешников В.A., Дробот Ю.Б.

Акустическая эмиссия. M., Изд-во стандартов, 1976, с. 65.

2. Авторское свидетельство СССР

9 596879, кл. G 01 N 29/04, 1975. (54)(57) СПОСОБ КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ УЧАСТКОВ NACCHBA ГОРНЫХ ПОРОД, включающий прием сигналов акустической эмиссии по нескольким каналам, выделение моментов первых вступлений

31511 Г 21 С 39/00, С 01 29/04 сигналов в каналах, определение раз-) ности между моментами первого вступления и регистрацию сигналов с разностью моментов вступлений, определяемой диаграююой приема, о т л ич а ю шийся тел, что, с целью повышения достоверности и точности контроля, дополнительно по одному иэ каналов выщеляют моменты вступления волн другого типа, имеющих скорость распространения, отличную от скорости волн первого вступления, определяют разность между моментами первого вступления и моментами вступления волн другого типа, задают зону контроля в пределах диаграммы приема, а затем регистрируют сигналы с раз- щ ностью между моментами первого вступ ления и моментами вступления волн другого типа, определяемой этой ионой.

1059178 .

Изобретение относится к методам контроля состояния массива горных пород и может быть использовано при подземной выработке месторождения полезных ископаемых и прогнозе горных ударов.

Известен способ контроля состояния, основанный на многоканальном приеме сигналов акустической эмиссии состояния массива пород, обусловленная тем, что регистрйруются все сигналы эмиссии, возникающие в пределах диаграммы приема, независимо от расстояния .до источника.

Цель изобретения - повьааеиие до-. стоверности и точности контроля состояния массива горных пород.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу контроля состояния массива горных пород, включаю30

40 щему прием сигналов акустической эмиссии по нескольким каналам, выделение моментов первых вступлений сиг.налов в каналах, определение разности между моментами первого.вступления и регистрацию сигналов с разностью моментов вступлений, определяемой диаграммой приема, дополнительно по одному из каналов выделяют моменты вступления волн другого типа, имеющих скорость распространения, отличную

QT скорости волн первого вступления, определяют разность между моментами первого вступления и моментами вступления волн другого типа, задают зону контроля в пределах диаграммы приема, а затем регистрируют сигналы с разностью между моментами первого вступления и моментами вступления волн другого типа, определяемой этой зоной.

При возникновении акустическои . эмиссии возбуждаются несколько ти.пов волн, например продольные и поперечные, имеющие различные скорости распространения. На:датчики проосновными и вспомогательными датчиками и выделении сигналов, которые, 10 первыми принймаются основными датчиками (1j .

Недостатком данного способа является невысокая точност и достоверность контроля за счег потери 15 полезных сигналов.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ, заключающийся в том,. что принимают сигналы акустической .эмиссии по нескольким каналам, выцеляют моменты первого вступления сигналов в каждом канале, определяют разность между моментами первого вступления и регистрируют сигналы с разностью моментов .вступлений, определяемой диаграммой ,приема f2) .

Недостатком укаэанного способа является невысокая точность контроля дольные волны вступают первыми, а поперечные — с временным сдвигом 4 « зависящим от расстояния до источника акустическои эмиссии. Выделение сигналов акустической эмиссии одновременно по разности между моментами первого вступления в каналах и по разности между моментами первого вступления и моментами вступления волн другого типа в одном из каналов позволяет регистрировать сигналы из зоны,, находящейся на некотором расстоянии от датчиков. Причем местоположение и размеры зоны регулируются путем выбора диапазонов упомяну-.

iûõ разностей.

Регйстрация сигналов только из эацанной зоны позволяет значительно повысить достбверность и точность контроля состояния участков массива пород.

На чертеже представлена блок-схема устроиства, поясняюцая предлагаемый способ.

Устройство для контроля массива горных пород методом акустической эмиссии содержит два канала 1 и 2, „ каждый из которых состоит из последовательно соединенных датчика 3, усилителя 4, формирователя 5., линии 6 задержки и затягивающего блока 7, логический блок 8., выход которого подключен к входу блока 9 регистрации, а также дополнительно линию 10 заержки и затягивающий блок 11 соедиенные последовательно, вход линии

10:задержки подключен к выходу фор- мирователя 5, а вход затягиваюцего блока 11 подключен к входу элемента И 12, к второму входу которого подключен выход блока 13 выделения момента вступления поперечной волны, вход которого подключен к выходу усилителя 4, выход элемента И 12 подключен к входу триггера 14, второй вход которого подключен к выходу основного затягивающего блока 7, а выход триггера 14 подключен к входу, логического блока 8.

Сигналы от источников 16-17 акустической эмиссии принимаются и преобразуются з электрическую форму датчиками 3 каждого канала. Электрические импульсы с датчиков 3 поступают на усилители 4, а затем через формирователи 5 - на линии 6 задержки и регулируеьые затягивающие блоки 7, которые настраивают в зависимости от желаемого угла раскрытия Ср диаграммы приема. В то же время сигналы акустической эмиссии с выхода усилителя 4 канала 1 поступают на вход блока 13 выделения момента вступления поперечной волны, а с выхода формирователя

5 - на вход линии 10 задержки, и че- рез затягивающий блок 11 на вход элемента И 12, на второй вход которо го поступают сигналы с блока 13 в мо1059178 мент вступления поперечной волны. Линию 10 задержки и затягивающий блок

11 настраивают в зависимости от желаемых положения и размеров зоны конт- роля внутри диаграммы приема. Если импульс с выхода блока 13 поступает во время действия импульса затягивающего блока 11, то он проходит через элемент И 12 и:переводит триггер

14 в состояние, разрешающее прохождение сигналов через логический блок 10

8 на регистратор 9.

Импульс с выхода затягивающего блока 7 канала 1.при совпадении с импульсом с затягивающего блока 7 канала 2 проходит на регистратор 9, с )5 другой стороны, задним фронтом переводит триггер 14 в запрещающее состояние.

Если, например, необходимо контролировать зону, показанную на черте- 0 .же штриховкой, линию б.задержки ка нала 2 настраивают на время tg не сколько большее, чем разность времен вступления продольных и поперечных волн при распространении импульса акустической эмиссии на пути 0,,а линию б-задержки канала 1 настраивают на время t<-- >st, где ty — время распространения продольных волн по материалу объекта на пути, равному расстоянию между датчиками 3. Затягивающий блок 7 канала 1 настраивают на нулевое затягивание, а затягивающий блок 7 канала 2 — на время определяющее диапазон срабатывания логического блока 8 при нахожде- N нии источников акустической эмиссии гв пределах угла cf диаграммы приема.

Линия 10 задержки настраивается на время, равное разнице времен вступ,ления продольных и поперечных волн . 40

64 при распространении импульса акустической эмиссии в материале объекта на пути,kf а затягивающий блок 11 - на затягивание, равное

btq = 6tg - At., где АФ2 - разность времен вступления продольных и поперечных волн при распространении импульса АЭ.на пути g2 . ЛогиЧеский блок 8 срабатывает в том случае,если совпадают импульсы с затягивающих блоков 7 и есть разрешающее напряжение с выхода триггера 14. На, блок 8 регистрации поступают импульсы от сигналов акустической эмиссии, возни ающих в заштрихованной зоне. Сигналы эмиссии, возникающие вне эаштризованной эоны, например от источников 1б и: 17, на вход блока 9 регистрации не цосвупают, по- скольку либо разность времени их прихода на датчики 3 отличается от условия t < > t>-<, либо разность времен вступления продольной и поперечной волн ht не лежит в пре- делах Alt > k,t > ht2 °

Предлагаемый способ позволяет производить определение удароопасности участков массива горных пород в условиях действующих шахт беэ остановки горных работ, что дает возможность своевременно принимать меры по предотвращению горных ударов и обеспечивать безопасное .;ведение работ.

Получение информации о положении, наиболее акустически активных участков пород относительно обнажения позволяет повысить точность контроля состояния.и определения удароопасности участков массива горных пород.

По сравнению с используемыми способами контроля, например кернового бурения, предлагаемый способ обеспечивает более оперативное опре,деление удароопасности участков массива горных пород.

Составитель И. Наэаркина

Редактор С.Патрушева ТехредЛ,Иикеш Корректор Г. Решетник

Закаэ 9777/33 Тираж б03 Подписное

ВНИИПК Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

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