Устройство для определения степени удароопасности горных пород по акустической эмиссии

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УДАРООПАСНОСТИ ГОРНЫХ ПОРОД ПО АКУСТИЧЕСКОЙ ЭМИССИИ, содержащее последовательно соединенные датчик упругих колебаний, фильтр и усилитель, выход которого соединен содним из входов амплитудного селектора, выход которого подключен к входу блока счетчиков, отличающеес я тем, что, с целью повьппения дос-, - товарности определения удароопасности, в устройство введены пороговый элемент ,счетчики с ограниченной и управляемой емкостями, элемент ИЛИ и генератор импульсов, выход которого подключен к счетным входам счетчиков с ограниченной и управляемой емкостями , при этом выход усилителя через пороговый элемент соединен с входом обнуления счетчика с ограниченной емкостью, выход которого соединен § со своим входом Запрет, с входом Запрет счетчика с управляемой емш костью и с первым входом элемента ИПИ, выход которого соединен с входом обнуления счетчика управляемой емкостью и с другим входом амплйтудного селектора, второй выход которого соединен.с управляюпщм входом счетчика с управляемой емкостью. to со

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПжЛИН

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

re ДЕЛАМ ИЗОВРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

0ПИСЛНИЯ ИЭОБРК

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ф %

С

Эваа

К)

МиФ (21) 3623517/22 — 03 (22) 19.07.83 (46) 30.10.84. Бюл. № 40 (72) А.Г. Стороженко, А.С. Бляхман, В.И. Проскуряков, M.Â. Русецкий, А.П. Смирнов и И.М. Петухов (71) Всесоюзный ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела (53) 622.325(088.8) (56) 1. Патент ЧССР ¹ 402840, кл. С 01 V 1/24, опублик. 1979.

2. Po31ok А.А. Acoustiñ emission-2,, Acoustic emission amplitudes.

3on-destractive testing, 1973,ъо1 .6, № 5, р. 264-269 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИИ

УДАРООПАСНОСТИ ГОРНЫХ ПОРОД ПО АКУСТИЧЕСКОЙ ЭМИССИИ, содержащее последовательно соединенные датчик упругих колебаний, фильтр и усилитель, выход которого соединен с одним из,„SU„„1121431 входов амплитудного селектора, пер-вый выход которого подключен к входу блока счетчиков, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения дос. товерности определения удароопасности, в устройство введены пороговый элемент, счетчики с ограниченной и управляемой емкостями, элемент ИЛИ и генератор импульсов, выход которого подключен к счетным входам счетчиков с ограниченной и управляемой емкостями, при этом выход усилителя через пороговый элемент соединен с входом обнуления счетчика с ограниченной емкостью, выход которого соединен со своим входом Запрет", с входом

"Запрет" счетчика с управляемой емкостью и с первым входом элемента

ИПИ, выход которого соединен с входом обнуления счетчика управляемой емкостью и с другим входом амплйтудного селектора, второй выход которого соединен.с управляющим входом счетчика с управляемой емкостью.

1 11214

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для прогноза горнык ударов при пддземной разработке месторождений полезных ископаемых.

Известно устройство для регистра-. ции акустической эмиссии горных пород, содержащее последовательно соединенные датчик, усилитель, фильтр, усилитель, формирователь с регулируемой постоянной времени и счетчик 11.

Недостатками устройства являются измерение акустической эмиссии по одному амплитудному уровню и малая достоверность измерений, обусловленная тем, что при малой величине постоянной времени формирователя происходит его многократное срабатывание на один импульс эмиссии, а при большой величине не обеспечивается выделение часто следующих импульсов акустической эмиссии.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является устройство для определения степени удароопасности горных пород по акустической эмиссии, содержащее последовательно соединенные датчик, предусипитель, фильтр, усилитель, амплитудный селектор, блок счетчиков 2 л.

В известном устройстве производится амплитудный анализ не актов акустической эмиссии, а превышений входным сигналом пороговых уровней амплитудного селектора. В зависимости от З5 амплитуды импульса эмиссии и его длительности срабатывает несколько пороговых элементов амплитудного селектора от одного импульса эмиссии и все превышения суммируются счетчи- 4О ками. Это не позволяет получать информацию об амплитудном распределении актов эмиссии. В результате не обеспечивается достоверное определение удароопасности участков массива 45 пород.

Целью изобретения, является повышение достоверности определения удароопасности.

Поставленная цель достигается 50 тем, что в устройство для определения удароопасности горных пород по акустической эмиссии, содержащее последовательно соединенные датчик упругих колебаний, фильтр и усили- 55 тель, выход которого соединен с одним из входов амплитудного селектора, первый выход которого подклю31 2 чен ко входу блока счетчиков, введены пороговый элемент, счетчики с ограниченной и управляемой емкостями, элемент ИЛИ и генератор импульсов, вьмод которого подключен к счет ным входам счетчиков с ограниченной и управляемой емкостями, при этом выход усилителя через пороговый элемент соединен со входом обнуления счетчика с ограниченной емкостью, выход которого соединен со своим входом "Запрет", с входом "Запрет" счетчика с управляемой емкостью и с первым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен со входом обнуления счетчика с управляемой емкостью и с другим входом амплитудного селектора, второй выход которого соединен суправляющим входом счетчика и управляемой емкостью.

Введение дополнительных элементов позволяет, с одной стороны„повысить разрешение часто следующих импульсов акустической эмиссии и проводить анализ их амплитудного состава, а с другой стороны, устройство позволяет проводить амплитудный анализ и импульсов, которые частично накладываются друг на друга. Это обеспечивает получение более точной информации об амплитудном распределении актов эмиссии и более достоверное определение степени удароопасности участков массива горных пород.

На фиг . 1 представлена блок-схема устройства; на фиг, 2 — блок-схема амплитудного селектора.

Устройство состоит из последовательно соединенных датчика упругих колебаний 1, предусилителя 2, фильтра 3, усилителя 4, амплитудного селектора 5, блока счетчиков 6, последовательной цепи, состоящей из порогового элемента 7, счетчика 8 с ограниченной емкостью, счетчика 9 с управляемой емкостью, элемента ИЗБ 10, а также генератора 1 1 импульсов, выходы которого подключены к соответствующим счетным входам счетчиков 8 и 9.

Амплитудный селектор 5 (см.фиг.2) состоит из последовательно соединенных порогового элемента 12, счетчика

13, блока 14 элементов запрета, а также формирователя порогового уровня

15 и генератора 16 импульсов.

Устройство работает следующим образом.

Датчик 1 преобразует упругие импульсы акустической эмиссии в электз 11 рические сигналы, которые после предварительного усипения в усилителе 2, фильтрации в фильтре 3 и усиления в усилителе 4 одновременно поступают на амплитудный селектор 5 и на пороговый элемент 7. В амплитудном селекторе 5 при превышении входным сигналом порогового уровня элемента 12 происходит его срабатывание и разрешение счета счетчика 13, который первым же импульсом с генератора 16 перейдет в следующее состояние и, с одной стороны, выдает разрешающее напряжение на соответствующий элемент запрета блока 14, а с другой стороны, изменение состояния счетчика 13 приведет к изменению напряжения на выходе формирователя порогового уровня 15, что переведет пороговый элемент 12 в исходное состояние. В результате этого счетчик 13 запоминает максимальную амплитуду входного импульса акустической эмиссии и разрешает прохождение строб-импульса по входу С через соответствующий элемент запрета блока 14 на соответствующий счетчик блока б. Формирование строба осуществляется блоками 7-11.

При отсутствии импульсов акустической эмиссии пороговый элемент 7 находится в нулевом состоянии, При этом будет происходить счет. тактовых импульсов генератора 11 счетчиком с ограниченной емкостью счетчика 8 и счетчиком с управляемой емкостью счетчика 9. После заполнения счетчика 8 на его выходе появится единица,которая запретит счет счетчикам 8 и 9, а через элемент ИЛИ 10 обнулит счетчик 9 и пройдет на амплитудный селектор 5. Однако через элементы запрета блока 14 единица не пройдет, поскольку на их вторых входах будет запрещающий уровень (импульс эмиссии отсутствует).

При поступлении импульса акустической эмиссии каждый положительный полупериод колебаний в импульсе при превышении порогового уровня элемента 7 будет переводить его на время

21431

50 превышения в единичное состояние.

Возникающая на выходе 7 единица будет обнулять счетчик 8. Во время каждого отрицательного полупериода колебаний в импульсе эмиссии счетчик 8 .будет считать импульсы генератора 11.

По окончании импульса акустической эмиссии произойдет заполнение счетчика 8 с ограниченной емкостью и на его выходе появится единица, которая запретит счет счетчикам 8 и 9,а через элемент ИЛИ !О пройдет на амплитудный селектор 5. ,При наложении двух и более импульсов эмиссии на выходе счетчика 8 не появится единица, пока не кончится последний из наложившихся импульсов.

В этом случае импульс появится на выходе счетчика 9. Причем емкость счетчика управляется амплитудным селектором, и тем больше, чем больше максимальная амплитуда импульса эмиссии.

Таким образом, строб-импульс формируется на выходе элемента ИЛИ 10 в двух случаях. Во-первых, строб возникает по окончании импульса эмиссии, если между его окончанием и приходом следующего импульса проходит время большее, чем наибольшая длительность полупериода колебаний в импульсе эмиссии. Во-вторых, строб возникает, если после начала импульса эмиссии проходит время большее, чем возможная длительность акта эмиссии. Причем это время устанавливается автоматически в зависимости от максимальной амплитуды импульса эмиссии.

В целом, устройство позволяет повысить точность определения амплитудного состава актов акустической эмиссии и тем самым повысить достоверность определения удароопасности участков массива горных пород.

Использование предлагаемого уст-. ройства может дать экономический эф фект за счет более достоверного опре деления удароопасности, что позволит уменьшить объем работ по приведению выработок в неудароопасное состояние.

1121431

Составитель H. Назаркина

Редактор А. Долинйч Tezpep С.Мигунова Корректор Л. Пилипенко

Заказ 7951/26 Тираж 564 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

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

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