Устройство для контроля степени удароопасности горных пород

 

Изобретение относится к горному делу, а именно к прогнозированию проявлений горного давления на основе оценки напряженного состояния горных .пород. Цель изобретения - повьшение точности. Устройство содержит чувствительный элемент 1, усилители 2.и 7 высокой и низкой частот, формирователь 3, счетчик 4, блок 5 обработки, индикатор 6, усилитель 7 низкой частоты , амплитудно-частотный детектор (Д) 8, селектор информационных сигналов (СИС), выполненный в виде регистра 9 сдвига, ключа 10, амплитудного Д 11, генератора 12 и формирователя 13. В процессе работы усилитель 7 выделяет..низкочастотные:сигналы ударр.в,а усилитель 2 - высокочастотные сигналы разрушения породы. Уровень выходного сигнала Д 8 пропорционален амплитуде и частоте повторения ударов. Выделение информационных сигналов осуществляет СИС путем временной привязки интервала измерения к моменту удара и его длительности . Длительность импульсов на управляющем входе ключа 10 соответствует длительности сигналов ударов . Момент начала этих импульсов не совпадает с моментом удара из-за неравенства порога срабатывания формирователя 13 нуля. Для исключения пропуска информативных сигналов СИС содержит регистр 9 сдвига, управляе- М)1й генератором 12, Частота импульсов генератора 12 обратно пропорциональ-. но зависит от потенциала на выходе амплитудного Д 11, который преобразует амплитуду сигнала удара. Чем больше сигнал удара, тем меньше ошибка в моменте срабатывания формирователя 13 относительно фактического момента удара и тем ниже частота импульсов на выходе генератора 12. СИС обеспечивает повышение доли информативных сигналов в общем числе сигналов , поступаюсцих на вход счетчика 4, 2 ил. § (Л 41 Од 00 со СП

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЩИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (бц 4 Е 21 С 39/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н .авторСНОму СвиДКтяпьСтвМ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4279428/23-03 (22) 08.07.87 (46) 07,03,89 ° Бюл, N 9 (7l) Научно-производственное объеди-,, нение "Сибцветметавтоматика" (72) Ю,М„Зиновьев, А,К.Куденков, И,Ii,Ðîýìàíîâ, А,С,Бляхман и В.М,Проскуряков (53) 622. 35 (088, 8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1368436, кл, Е 21 В 39/00, !986; (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ СТЕПЕНИ

УДАРООПАСНОСТИ ГОРНЫХ ПОРОД . (57) Изобретение относится к горному делу, а именно к прогнозированию проявлений горного давления на основе оценки напряженного состояния горных пород. Цель изобретения - повышение точности, Устройство содержит чувствительный элемент 1, усилители 2.и 7 высокой и низкой частот, формирователь 3, счетчик 4, блок 5 обработки, индикатор 6, усилитель 7 низкой частоты, амплитудно-частотный детектор .. (Д) 8, селектор информационных сигналов (СИС), выполненный в виде регистра 9 сдвига, ключа 10, амплитуд" ного Д 11, генератора 12 и формирователя 13. В процессе работы усилитель 7 выделяет, низкочастотные. сиг-„„SU„„1463915 А1.налы ударов, а усилитель 2 — высокочастотные сигналы разрушения породы.

Уровень выходного сигнала Д 8 пропорционален амплитуде и частоте повторения ударов. Выделение информационных сигналов осуществляет СИС путем временной привязки интервала измерения к моменту удара и его длительности. Длительность импульсов на управляющем входе ключа 10 соответствует длительности сигналов ударов. Момент начала этих импульсов не совпадает с моментом удара из-sa неравенства порога срабатывания формирователя 13 нуля, Для исключения пропуска информативных сигналов СИС содержит регистр 9 сдвига, управляемый генератором 12, Частота импульсов генератора 12 обратно пропорциональ"; но вавионт от потенциала на выходе 1 амплитудного Д 11, который преобразует амплитуду сигнала удара. Чем 3 больше сигнал удара, тем меньше ошибка в моменте срабатывания формирователя 13 относительно фактического момента удара и тем ниже частота им- Ф пульсов на выходе генератора 12, СИС М обеспечивает повышение доли информа- CO тивных сигналов в общем числе сигна- В лов, поступакщих на вход счетчика 4, (Д

2 ил, 1463915

Изобретение относится к горному делу и может быть применено при прогнозировании проявлений горного давления на основе оценки напряженного со- стояния горных пород у стенки выработки, Цель изобретения — повышение точности

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг, 2временные диаграммы работы устройства, Устройство содержит чувствительный элемент (ЧЭ) 1, усилитель 2 высокой частоты (УВЧ), вход которого 15 подключен к ЧЭ 1, а выход подключен .к входу первого формирователя 3.

Счетчик 4, выход которого через блок 5 обработки соединен с индикатором 6, усилитель 7 низкой частоты (УНЧ), 20 .вход которого соединен с выходом ЧЭ 1,, а выход с входом амплитудно-частотно. го детектора (АЧД) 8, выход которого соединен с входом управления УВЧ 2, селектор информационных сигналов ! (СИС), выполненный в виде регистра 9 сдвига, ключа 10, амплитудного детектора 11, генератора 12 второго формирователя 13, причем выход УНЧ 7 соединен с входом второго формирова- 30 теля 13 и входом амплитудного детектор а 1 1, выход кот ор о го подключен через генератор 12 к управляющему входу регистра 9 сдвига, выход кото" рого соединен с входом ключа 10, управляющий вход которого:и выход соответственно подключены к выходу второго формирователя 13 и входу счет пт" ка 4, Устройство работает следующим об- 40 разом, ЧЭ 1 преобразует сигналы, возникающие в процессе бурения в электрические сигналы, которые поступают на входы УВЧ 2 и УНЧ 7. Последний выделяет низкочастотные сигналы ударов .(фиг. 2а), а УВЧ 2 выделяет высокочастотные сигналы разрушения (фиг, 2б), Сигналы с выхода УНЧ 7 поступают на вход АЧД 8, уровень выходного сигнала которого пропорционален амплитуде. и частоте повторения ударов.

Выходной сигнал АЧД 8 управляет коэффициентом усиления УВЧ 2 для ком-. пенсации погрешности, возникающей от нестабильности процесса. бурения; С выхода УВЧ 2 сигналы поступают на вход первого формирователя 3, который формирует на своем выходе счетные импульсы, соответствующие сигналам разрушения (фиг, 2б), На выходе УВЧ2 ймеются не только сигналы от разрушения горной породы, возникающие в процессе бурения данной скважины, но н сигналы помех, время поступления которых имеет случайный характер, Наибольшее количество сигналов разрушения приурочено ко времени воздействия бурового инструмента на забой скважины. Процесс интенсивного разрушения. продолжается и после удара, но интенсивность этого процесса быстро спадает, Наиболее информативным является промежуток времени от момента удара, равный длительности сигнала удара, В то же время промежуток времени между сигналами удара информативных сиг" нрлов меньше и амппитуда их ниже, чем уровень случайных помех, Выделение информативных сигналов осущест-. вляет СИС путем временной привязки интервала измерения к моменту удара и его длительности, Кроме того, СИС осуществляет коррекцию временной привязки, С выхода УНЧ 7 сигналы поступают на вход второго формирователя

1 3, на выходе которого формируются прямоугольные импульсы, длительность которых соответствует длительности сигнала удара (фиг. 2г). Данные импульсы поступают на управляющий .вход ключа 10 и открывают его, Однако момент начала прямоугольных импульсов, формируемых вторым формирователем. 13, не совпадает с моментом удара вслед" . ствие неравенства порога срабатывания второго формирователя 13 нулю, В то же время наибольшее количество сигналов разрушения поступает именно в этот момент, Для исключения возможности пропуска информативных сигналов СИС содержит регистр 9 сдвига, генератор !2 и амплитудный детектор 11, Информаци-. онные сигналы с выхода первого формирователя 3 поступают на вход регистра 9 сдвига, а затем с выхода регистра 9 на вход ключа 10, Скорость передвижения информации в регистре 9, а следовательно, время задержки информации зависит от частоты генера-, тора 12, формирующего синхроимпульсы, Частота синхроимпульсов генера- тора 12 управляется УНЧ 7 через амплитудный детектор 11, На выходе последнего формируется потенциал, уро1463915 вень которого пропорционален ампли. туде сигнала удара (фиг. 2д), в то же время частота синхроимпульсов генератора 12 обратно пропорциональна уровню напряжения íà его управляющем входе, Таким образом, чем сильнее сигнал удара, тем меньше ошибка в ,момент срабатывания второго формиро вателя 13 относительно фактического 10 момента удара, и тем ниже частота синхроимпульсов генератора 12. Информация с выхода регистра 9 сдвига через ключ 10 поступает на вход

;счетчика 4, а затем через блок 5 об- 15 работки на индикатор 6, СИС обеспечивает повышение доли информативных сигналов в общем количестве сигналов, поступающих на вход счетчика 4. 3а .счет этого повышается точность изме- 20 рений и, как следствие этого, точ ность контроля степени удароопасиости горных пород,,Ф о р м у л а и з о б р е т е и и я 26 . Устройство для контроля степени удароопасности горных пород, содер,жащее чувствительный элемент, усилитель высокой частоты, первый форми- 30 рователь > счетчик, блок обработки, индикатор, усилитель низкой частоты и амплитудно"частотный детектор, прн" чем выход чувствительного элемента соединен с входами усилителя высокой частоты и усилителя низкой частоты, выход которого через амплитудно-частотный детектор подключен к управляющему входу усилителя высокой частоты, выход которого соединен с входом первого формирователя, при этом выход счетчика через блок обработки соединен с индикатором, о т л и ч а" ю щ е е с я тем, что, с целью повы- шения точности, оно снабжено селек- тором информационных сигнапов, выполненном в виде регистра сдвига, ге нератора, ключа, амплитудного детектора и второго формирователя, причем выход усилителя низкой частоты соединен с входом второго формирователя и входом амплитудного детектора, вы-

zop которого подключен через генера- тор к управляющему входу регистра сдвига, выход которого соединен с входом ключа, управляющий вход кото" рого и выход соответственно подключе" ны к выходу второго формирователя и входу счетчика.

Составитель А; Рыбаков

Редактор M,Áëàíàð Техред Л.Сердюкова Корректор В. Гирняк а

Закаэ 805/39 Тираж 499 Под пи сно е

ВНИИПИ Государственного комитета по иэобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Дроивводственно-издательский комбинат "Патент", г. ужгород, ул. Гагарина,101