Способ контроля состояния забоя в процессе гидравлической выемки горных пород

 

Изобретение относится к горному делу. Цель - повышение информативности контроля. Регистрируют и анализируют акустические с игналы, генерируемые воздействием гидравлических струй на, массив. Дополнительно регистрируют сигналы акустической эмиссии. Из меряют амплитуду, интенсивность и спектральные плотности сигналов акустической .эмиссии и акустических сиг- . налов. Последние генерируются воздействием гидравлической струи на массив . По полученным карактеристикам отпределяют соггротнвляемость горных пород гидроразрушению, интенсивкость гидроразрушения, отдельные стадии гидровыемки, положение очагов разрушения и ме-сто встречи гидравлической струи с забоем. Способ позволяет повысить производительность гидравлической выемки. 2 ил. &

союз советских социАлистичесйих

РЕСПУБЛИН (5g 4 Е 21 С 39/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЬГГИЯМ пРи Гкнт сссР (21) 4137529/22-03 (22) 20.10.86 (46) 23.03.89, Бюл. № 11

{71) Сибирский металлургический институт им.С .Орджоникидзе и Всесоюзный научно-исследовательский и проектноконструкторский институт добычи угля. гидравлическим способом (72) С .Б.Теодорович и В .Н.Фрянов (53) 622.289(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР ¹ 872756, кл. E 21 С 39/00, 1979.

Авторское свидетельство СССР

¹ 184773, кл. Е: 21 С 39/00,,1965. (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ ЗАБОЯ В ПРОЦЕССЕ ГИДРАВЛИЧЕСКОЙ ВЫЕМКИ

ГОРНЫХ ПОРОД (57) Изобретение относится к горному делу. Цель — повышение ннформативносИзобретение относится к горному делу и предназначено для определения п араме тров забо я и харак терис тик процесса гидравлического разрушения при гидравлической выемке горных пород.

Цель изобретения — повышение информативности контроля.

На фиг . 1 по к а з ана ус тановк а приемников при гидровыемке короткими забоями; на фиг.2 - то же, при гидровыемке длинными очистными забоями.

На фиг.1 и 2 обозначены массив 1 горных пород, гидромоннтор 2, акустические датчики (приемники) 3 выемочная выработка 4, механизированный комплекс 5, выемочный агрегат 6> вентиляционный 7 и ковейерный 8 штреки.

„SUÄÄ 1467177 А1 ти контроля, Регистрируют и анализируют акустические сигналы, генерируемые воздействием гидравлических струй на массив. Дополнительно регистрируют сигналы акустической эмиссии. Из" меряют амплитуду, интенсивность и спектральные плотности сигналов акустической.эмиссии и акустических сигналов. Последние генерируются воздействием гидравлической струн на массив. По полученным характеристикам отпределяют coppoòèâëÿåìîñòü горных лоро, гидроразрушению, интенсивность гидроразрушения, отдельные стадии гидровыемки, положение очагов разрушения и место встречи гидравлической струи с забоем. Способ позволяет повысить производительность гидравлической выемки. 2 ил.

Кроме того, на фиг,1 показан контур заходки ABCD а на фиг,.2 — зона опорного давления R.

Способ осуществляют следующим образом.

В выемочной выработке 4 (фиг,1) устанавливаются гидром нитор 2 на расстоянии 3-5 м от границы выработанного црос транс тва (линия ВС) . Контур подлежащей выемке заходки АВСР. Длинный очистной забой (лава) оборудуетcR механизированным комплексом 5 и выемочным агрегатом 6 (фнг.2). В вентиляционном 7 и конвейерном 8 штреках ус-танавливают приемники 3, Акустические сигналы, возникающие при разрушении горных пород гидрав146717 У лическим воздействием» и сигналы акустической эмиссии поступают на приемники 3 и после усиления разделяются с помощью блока фильтров на со с тавляющие: сигналы ак ус тической . эмиссии С (частоть1 около 5 кГц) и сигналы» генерируемые собственно гид,равлическим воздействием на массив С (в диапазоне до 1-3 кГц). Далее оп ределяют амплитуды сигналов С, и С их интенсивность и спектральную плотность

Результаты измерений поступают в блоки сравнения, в которых амплитуда, интенсивность и спектральная ,плотность сигналов сравниваются с аналогичными параметрами тарировочных сигналов. Результаты сравнения, спектральной плотности представляют собой оценку сопротивляемости массива гидроразрушению. Результаты сравнения,амплитуды сигнала С, с амплитудой тарировочного сигнала сопоставляются с .результатами сравнения 25 амплитуды сигнала С (воспринятого тем же приемником) с амплитудой соответствующего тарировочного сиг нала, на основании чего определяется стадия гидровыемки. Сравнение интен" сивности и амплитуды сигнала С,, воспринятого на стадии отбойки» с соответствующими параметрами тариро-.

» вочного сигнала цозволяют оценивать .интенсивность гидроразрушения. На стадиях ослабления и отбойки определяется относительное ослабление ампли» туд сигналов С,воспринятых различны ми приемниками что дает возможность найти коорд а места встречи r - 4> ромониторной струи с забоем. На- ста дии отбойки определяется временная задержка сигналов С,, воспринятых . различными приемниками» производится амплитудная селекция этих сигналов, на основе чего находятся номера сек торов массива, отвечающих местополо" жению действующих очагов разрушения.

Таким образом, предлагаемый спо- соб позволяет контролировать следующие параметры состояния забоя и про» цесса гидроразрушения: сопротивляе-, мость ropsbK пород гидроразрушенню отдельные стадии гидровыемки» интенсивность гидрораэрушения, местоположение очагов разрушения и место встречи гидромониторной струи с забоем.

В качестве основы для изготовления

1 электроизмерительного комплекса могут быть взяты стандартные приборы, используемые для измерения и регистрации параметров акустической эмиссии, а также элементы звукоулавливающей техники типа ЗУА.

Физические предпосылки реализации предлагаемого способа контроля заключаются в следующем.

Сопротивляемость горных пород гидроразрушению оценивается при движении гидромониторной струи, находящейся в контакте с забоем, с определенной скоростью вдоль поверхности забоя.За промежуток времени 5-10 с набирается количество информации, достаточное для оценки спектральной плотности акустических сигналов, а с помощью последней, путем сравнения с данными предварительной тарировки, выполненной на массиве с известной сопротивляемостью, оценивается сопротивляе" мость горных пород гидроразрушения.

Способ разделения стадий гидровыемки основывается на использовании следующих характерных особенностей регистрируемых акустических сигналов. Малая акустическая активность разрушаемой горной породы характерна для начального этапа разрушения (ослабления) . Стадии гидроотбойки соответствует. процесс лавинного распространения трещин который сопровождается резким повьппением интенсивности и амплитуды сигналов акустической эмиссии С, . Сигналы С на стадиях ослабления и отбойки достаточно сильны по амплитуде; на стадии разборки и смыва амплитуда сигналов С, и С и интенсивность сигналов С, существенно падают.

Повьппению интенсивности гидроразрушения соответствует рост интенсивности и амплитуды сигналов акустической эмиссии {С,).Замер интенсивности гидроразрушения наиболее оправдано проводить на стадии отбойки (при наибольшей акустической активности горной породы).

Положение очага разрушенная можно определить по разности времени приема одного и того же сигнала С, приемниками, находящимися на разных расстояниях от источника сигналов на стадии наиболее интенсивного роста трещин (отбойки).

Для разделения координат очагов разрушения необходимо производить амплитудную селекцию сигналов С» » что

146717 позволяет раэделять сигналы акустической. эмиссии, генерируемые различными очагами разрушения, и далее осуществлять локацию их источников описан5 ным способом, При выемке короткими забоями (фиг.l) приемники устанавливают в массиве из выемочной выработки, причем первый приемник располагают в ие- 1о отложной зоне на расстоянии 3-5 м мощностей пласта от эаходки, а второй « на расстоянии 7-12 м от первого с целью обеспечения достаточной точности в оценке разнос.ти времени приема одинаковых сигналов и относительного ослабления амплитуды сигналов, При выемке длинными забоями, 2О (фиг.2) приемники располагают в массиве горных пород на расстоянии не менее 3-5 м мощностей пласта от линии забоя, причем один. приемник устанавливается из конвейерного штрека, 25 второй - иэ вентиляционного, Такая схема установки приемников позволяет путем сравнения амплитуд акустических сигналов, оцененных в измерительных трактах, идущих от первого и вто- Зо рого приемников, вести контроль положения места встречи гидромониторной струи с массивом, а также путем определения времени задержки приема сигналов, разделять местоположение

7 6 очагов. разрушения (при.проведении предварительной тарировки), Таким образом предлагаемый способ позволяет повысить информативность контроля за счет определения различных параметров состояния забоя и процесса гидрораэрушения, что позволит повысить производительность гидравлической выемки за счет оптимального управления процессом гидро" отбойки, Формула изобретения

Способ 1 онтроля состояния забоя в процессе гидравлической выемки горных пород, включающий регистрацию и анализ акустических сигналов, генерируемых воздействием гидравлической струина массив,-о тличающийс я тем что, с целью повышения информативности контроля, дополнительно регистрируют сигналы акустической эМиссии, измеряют амплитуды, интенсивности и спектральные плотности сигналов акустической эмиссии и акустических сигналов, генерируемых воздействием гидравлической струи на массив, и по полученным характеристикам определяют сопротивляемость горных пород гидроразрушению, интенсивность гидроразрушения, отдельные стадии гидровыемки„ полажение очагов разрушения и место встречи гидравлической струи с забоем.

1467177

Составитель К,Лыков

Редактор А.П!андор Техред Л.Олийнык КорректорМ.Демчик

Заказ 1122/26 Тираж 449 Подпис но е

ВНИИПИ Государственного комитета по иивобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101