Устройство для определения строения кровли подземных выработок

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТРОЕНИЯ КРОВЖ ПОДЗЕМНЫХ ВЫРАБОТОК, содержащее источник упругих колебаний , сейсмоприемник, соединенный с спектроанализатором, включающим широг;т п кополосный усилитель и два канала, каждый из которых содержит активный перестраиваемый полосовой фильтр и индикатор, отличающееся тем, что, с целью повышения детальности определения строения кровли путем регистрации границ, находящихся выше первого от поверхности слоя, в него введен блок временной индикации , а спектроанализатор содержит дополнительный широкополосный усилитель и в каждом канапе блок настройки , включенньй между входом и выходом активного перестраиваемого полосового фильтра, вход которого соединен с выходом широкополосного усилителя , а выход - с индикатором, и (Л в одном из каналом - с входом блока С временной индикации, другой вход которого соединен с сейсмоприемником. о ел эо 00 СХ)

ССЮЭ СОВЕТСКИХ

3 ВО

РЕСПУБЛИК (1% 01) 3С50 С

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТЬЙ (21) 3536560/18-25 (22) 16. 12. 82 (46) 30.07.84. Бюл. Р 28 (72) А. Г.Гликман и В.Л.Казакова (71) Ленинградский ордена Ленина, ордена Октябрьской революции и ордена Трудового Красного Знамени горный .институт им. Г.В.Плеханова (53) 550.834(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 911400, кл. С 01 V 1/00, 17.01.80.

2. Авторское свидетельство СССР

В 879530, кл. G 01 V 1/00, l3.02.80 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

СТРОЕНИЯ КРОВЛИ ПОДЗЕМНЫХ ВЬРАБОТОК, содержащее источник упругих колебаний, сейсмоприемник, соединенный с спектроанализатором, включающим широкополосный усилитель и два канала, каждый из которых содержит активный перестраиваемый полосовой фильтр и индикатор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения детальности определения строения кровли путем регистрации границ, находящихся выше первого от поверхности слоя, в него введен блок временной индикации, а спектроанализатор содержит дополнительный широкополосный усилитель и в каждом канале блок настройки, включенный между входом и выходом активного перестраиваемого полосового фильтра, вход которого соединен с выходом широкополосного усилителя, а выход — с индикатором. и в одном иэ каналом — с входом блока временной индикации, другой вход которого соединен с сейсмоприемником. I105838

Изобретение относится к геофизической разведке, используемой для неразрушающего определения наличия и местоположения границ смены состава в глубине массива кровли при ведении очистных и подготовительных работ.

Известно устройство для реализации способа сейсмической разведки 1 J, основанного на многокомпонентной ре- 10 гистрации отраженных волн с помощью многоканального регистратора при возбуждении колебаний на разноудаленных пунктах возбуждения, суммировании колебаний, относящихся к общим точкам 15 отражения от границы, и анализе их динамических характеристик для волн различных классов.

Недостаток этих способов и устрой- ства заключается в том, что расстояние излучатель-граница-приемник не может быть меньше десяти метров. При этом границы, имеющие протяженность меньше базы измерений, этим способом не обнаруживаются. 25

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для определения строения кровли подземных выработок, содержащее источник упругих колебаний, сейсмопри30 емник, соединенный с слектроанализатором, включающим широкополосный усилитель и два канала, каждый из которых содержит активный перестраиваемый полосовой фильтр и индикатор 21.

Недостаток этого устройства заключается в невозможности регистрации границ смены состава, находящихся в кровле вьппе первого от поверхности

40 слоя.

Цель изобретения — повышение детальности определения строения кровли путем регистрации границ, находящихся вьппе первого от поверхности

45 слоя.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для определения строения кровли подземных выработок, содержащее источник упругих колебаний, сейсмоприемник, соединенный с спектроаналиэатором, включающим широкополосный усилитель и два канала, каждый из которых содержит активный перестрливлемый полосовой фильтр и индикатор, введен блок временной индикации„ л спектролнллизатор содержи допол??ител? ный широкополосный усилитель и в каждом канале блок настройки, включенный между входом и выходом активного перестраиваемого полосового фильтра, вход которого соединен с выходом широкополосного усилителя, а выход — с индикатором и в одном из каналов — с входом блока временной индикации, другой вход которого соединен с сейсмоприемником.

На чертеже представлено схематически предлагаемое устройство, Устройство содержит источник 1 упругих колебаний, сейсмоприемник 2, блок 3 временной индикации, широкополосные усилители 4 и 5, активные перестраиваемые полосовые фильтры 6 и 7, блоки 8 и 9 настройки, индикаторы 10 и 11. Блоки 8 и 9 настройки содержат резистивные делители 12, 13 14, 15 и нормально разомкнутые ключи 16 и 17.

Широкополоснь?й усилитель 4, фильтр 6, блок 8 настройки и индикатор IO составляют первый канал спектроанализатора.

Усилитель 5, фильтр 7 с блоком 9 настройки и индикатор 11 составляют второй канал спектроанализлтора.

Фильтр 6 первого канала имеет плавную перестройку по частоте, за счет чего и осуществляется последовательный спектральный анализ. Второй канал в течение всего измерения имеет фиксированную частотную настройку и служит для привязки к неизбежно изменяющейся из раза в раз силе удара, вследствие поверхностного разрушения горного массива в момент удара. Показания индикатор 10 также пропорциональны силе удара, но делением показаний индикаторов 10 и 11 друг на друга влияние силы удара исключается, и остается только плотность спектра на частоте настройки блока 6.

Работа устройства основана на следующих предпосылках.

При точечном ударном возбуждении плоскопараллельного слоя,, ограниченного с двух сторон ?раницами сменьI состава (в осадочных пороллх эти границы ориентированы блое» или м»не. параллельно),в нем возбуждаются нра1 ковременные периодические колебания, частота которь?х f, onðåде" яется т л щиной слоя ?? ?? »корост? ю в :кл ? ?? дольных волн) R н и Г:

f (838

Составитель И.Маслов

Техред M. Тепер Корректор Г.Решетник

Редактор А.Маковская

Заказ 5596/36 Тираж 711 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðoä, ул.Проектная, 4

3 1105

Поскольку горный массив осадочного происхождения представляет собой совокупность плоскопараллельных слоев, в той или иной степени акустически контактирующих между собой, ударное воздействие вызывает кратковременное периодическое звучание не в одном слое, а в нескольких. На спектральной характеристике при этом видно звучание сразу всех возбужденных 10 слоев. Таким образом, возникает проблема определения взаимного положения залегающих в массиве слоев, которая может быть решена путем индикации времени начала собственного звучания 1 относительно момента удара.

Устройство работает следующим образом.

После настройки фильтра 6 спектро- о анализатора на первую частоту f предлагаемого для исследования частотного диапазона производится настройка на этой частоте каналов спектроанализатора на заданную добротность, для чего при замкнутых ключах 16 и 17 с помощью резистивных делителей 12 и 14 добиваются соответствующей амплитуды напряжения частоты f на выходе фильтров 6 и 7, что регистриру- о ется индикаторами 10, 11. Наносится удар молотком 1 по кровле, и с помощью индикаторов 10 и 11 определяется плотность спектра на этой частоте.

Производится настройка фильтров 6 спектроанализатора на следующую частоту (Е ) (интервал между частотами настройки определяется величиной заданной добротности спектроанализато ра), после чего опять производится настройка на заданную добротность и вновь наносится удар, что опять дает информацию о плотности спектра на частоте настройки спектроанализа тора. Исследуя таким образом весь частотный диапазон, строяГспектральную характеристику отклика массива на ударное возбуждение. Частоты максимальных значений .плотности спектра позволяют выявить в соответствии с формулой мощности находящихся в исследуемом массиве слоев. Выбрав для исследования частоту одного из максимумов плотности спектра (г.е. слой определенной мощности), определяют

его местонахождение относительно поверхности кровли, по которой наносят удар. Для этого включают блок 3 (как показано на чертеже) и определяют начало звучания этого слоя относительно момента удара.

Таким образом, в предлагаемом устройстве достигается повышение детальности определения строения кровли.