Устройство для определения трещиноватости горных пород

 

Изобретение относится к горному делу. Цель - повышение точности определения трещиноватости горных пород. Устройство содержит генератор 1 высокой частоты, согласующий усилитель 2, колебательный контур 3, антенну /А/ 4, приемную катушку 5, усилитель 6 высокой частоты и блок 7 выпрямления, которые конструктивно размещены в измерительном зонде 9. Кроме того, устройство содержит блок 8 регистрации, в который входят усилитель 10, регистратор 11 и блок 12 питания. Особенностью устройства является то, что А 4 выполнена в виде двух параллельных дисков различного диаметра. Зонд 9 перемещают в шпуре, пробуренном в массиве горных пород. От генератора 1 напряжение высокой частоты поступает на вход согласующего усилителя 2 и далее на колебательный контур 3. Высокочастотные колебания излучаются А 4. В приемной катушке 5 наводится напряжение, поступающее на усилитель 6 и блок 7 выпрямления, а затем через усилитель 10 на регистратор 11. При попадании в зону чувствительности А 4 трещины изменяются параметры А 4, что приводит к изменению напряжения на катушке 5. Выполнение А 4 в виде двух параллельных дисков различного дитаметра позволяет сформировать зону чувствительности так, что параметры А 4 зависят только от раскрыва трещины и не зависят от угла ее наклона. Это позволяет получить более точную информацию о трещиноватости массива. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU „„1544971

А1

15|)5 Е 21 С ЗЦ/1|О

ИЕИ

ЯЕ)1)@-Т

E) )/") СОЛЕВ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А8ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГКНТ СССР (21) 4407797/23-03 (22). 08,04.88 (46) 23 02.90. Бюл. 1г 7 (71) Донецкий политехнический институт (72) И.Ф. Потапкин, В.М. Королев, И.И. Потапкин и К.В. Степанчук (53) 622 .83 1(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

И 116871О,кл. F 21 С 39/00, 1982.

Авторское свидетельство СССР

Ь 1448047, xa. E 21 С 39/00, 1987. ()4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТРЕЩИН0ВАТОСТН ГОРНЫХ ПОРОД (7) Изобретение относится к горному делу. Цель - повышение точности определения трещиноватости горных пород.

Устройство содержит генератор 1 высокой частоты,,согласующий усилитель 2, колебательный контур 3, антенну (А) 4, приемную катушку, усилитель 6 высокой частоты и блок 7 выпрямления, которые конструктивно размещены в измерительном зонде 9. Кроме того,,устройство содержит блок 8 регистрации, в ко2 торыи входят усилитель 10, регистратор 11 и блок 12 питания. Особенностью устройства является то, что А 4 выполнена в виде двух параллельных дисков различного диаметра. Зонд 9 перемещают в шпуре, пробуренном в массиве горных пород. От генератора 1 напряжение высокой частоты поступает на вход согласующего усилителя 2 и далее на колебательный контур 3. Высокочастотные колебания излучаются А 4. В приемной катушке наводится напряжение, поступающее на усилитель б и блок 7 выпрямления, а затем. через усилитель

10 на регистратор 11. При попадании в зону чувствительности А 4 трещины из- Я меняются параметры А 4, что приводит к изменению напряжения на катушке 5.

Выполнение А 4 в виде двух параллельных дисков различного диаметра позволяет сформировать зону чувствительности так, что параметры А 4 зависят только от раскрыва трещины. и не зависят от угла ее наклона. Это позволяет получить более точную информацию о трещиноватости массива. 3 ил.

1544971

Изобретение относится к горному делу и предназначено для контроля трещиноватости горных пород в массиве.

Цель изобретения - повышение точ5 ности определения.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 - конструкция измерительного зонда и антенны; на фиг. 3 - схема расположения из-10 ,мерительного зонда в шпуре.

Устройство включает в себя генератор 1 высокой частоты, согласующий . усилитель 2, колебательный контур 3, антенну 4, приемную катушку 9, усили- 15, тель 6 высокой частоты, блок 7 выпрям, ления и блок 8 регистрации. Генератор 1 высокой частоты, согласующий усили тель 2, колебательный контур 3, антек на 4, приемная катушка 9, усилитель 6 20 высокой частоты и блок 7 выпрямления размещены в измерительном зонде 9, Генератор 1, усилитель 2, контур 3 и антенна 4 соединены последовательно, ,а приемная катушка 5 индуктивно связа-25 на с колебательным контуром 3 и последовательно соединена с усилителем 6 высокой частоты, блоком 7 выпрямления и блоком 8 регистрации. Блок 8 регистрации содержит усилитель 10, регистра-30 ,тор 11.и блок 12 питания, Измерительный зонд 9 (фиг. 2) вы,полнен в виде диэлектрической трубки ,13, торцы которой закрыты передней заглушкой 14 и задней заглушкой 15, ,выполненной с отверстиями 16 и 17 для

Iсоединительного кабеля и досылочной штанги.

Антенна 4 выполнена в виде двух !. ,дисков 18 и 19 различного . 4О диаметра, установленных параллельно.

Диаметр d> диска 18 выбирается из условия d,= (0,1-0,11)d, где d - диаметр шпура, а диаметр d диска 19 составляет dz= 3d Расстояние меж- 45 ду дисками 1 = 0,5d.

На схеме расположения зонда (фиг.3) обозначены шпур 20, пробуренный в массиве 21 горных пород, эона 22 чувстl вительности антенны 4, трещины 23 и 50

24, Зона 22 чувствительности антенны

4, выполненной в виде двух параллельных дисков различного диаметра, представляет собой усеченный параболоид вращения, 55

Уст рой ст во ра бота ет следующим образом.

Зонд 9 плавно продвигают по шпуру

20, пробуренному в горном массиве 21.

От генератора 1 высокой частоты напряжение высокой частоты поступает на вход согласующего усилителя 2, а с его выхода - на колебательный .контур 3, В последнем вырабатываются колебания высокой частоты, которые излучаются антенной 4. В приемной катушке 5 наводится напряжение, которое поступает на усилитель 6, а затем выпрямляется в блоке 7 выпрямления и поступает на вход усилителя 10, величина выходного напряжения которого отображается регистратором 11. При попадании в зону

22 чувствительности трещины 23 (24) изменяется емкость антенны 4, что вызывает изменение напряжения на приемной катушке, которое отображается на регистраторе 11. Как видно из иг. 3, объем трещины (в зоне чувствительности) практически не зависит от пространственного положения трещины. Чем меньше эона 22 чувствительности, тем большая. точность определения величины раскрытия трещин. Чем меньше диаметр диска 18, тем меньше зона 22 чувствительности, однако при диаметре, меньшем 0,10, возрастает влияние, паразитной емкости монтажа на работу устройства. Это обусловлено уменьшением емкости антенны 4, а значит, и уменьшением ее влияния на колебательный контур 3 . Уменьшение диска 19 или увеличение расстояния между дисками приводит к увеличению зоны 22 чувствительности. Увеличение диска 19 не дает никакого эффекта. Уменьшение расстояния между дисками приводит к уменьшению зоны чувствительности, однако при этом возрастает постоянная составляющая емкости антенны, а ее изменение в зависимости от изменения диэлектрической проницаемости среды остается прежним, что приводит к понижению помехоустойчивости устройства, увеличению влияния паразиткой емкости монтажа.

Устройство позволяет повысить точность определения трещиноватости горных пород за счет снижения влияния угла наклона трещин на показания регистратора. Кроме этого, устройство позволяет определить такой параметр трещиноватости как пространственное положение трещины в исследуемом массиве.

Для этого необходимо провести три из-, мерения в одном шпуре, поворачивая каждый раз зонд на 120, а затем по

Формула изобретения

Фиг.Я

Составитель К. Лыков

Редактор 0. 10рковецкая Техред М;Дидык Корректор М. Шароши

Вакаэ 479 Тираж 391 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета;по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4I5

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

154497 трем измерениям можно определить пространственное положение трещины.

В результате использования устройства возможно получить более объективную и большую по объему информацию

5 о трещиноватости горных пород.

Устройство для определения трещиноватости горных пород, включающее последовательно соединенные генератор

6 высокои частоты, согласующий усилитель, колебательный контур и антенну, приемную катушку, последовательно соединенную с усилителем высокой частоты, блоком выпрямления и блоком регистрации, при этом приемная катушка индуктивно связана с колебательным контуром, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, что, с целью повышения точности определения, антенна выполнена в виде двух параллельно установленных дисков различного диаметра.