Способ оценки склонности горных пород к динамическому разрушению

 

Изобретение относится к горному делу. Цель изобретения - повышение точности. Образец горной породы нагружают с помощью пресса в допредельной области деформирования до разрушения. В процессе нагружения регистрируют импульсы электромагнитного излучения (ЭМИ), измеряют их число, амплитуду и длительность. Определяют суммарную энергию ЭМИ образца породы. Дополнительно нагружают образец эталонного пластического материала и определяют его суммарную энергию (ЭМИ). Сравнивают между собой значения энергий и если энергия ЭМИ породы превышает энергию ЭМИ эталонного образца не менее чем на два порядка, то считают породу склонной к динамическому разрушению. Изобретение позволяет повысить точность оценки за счет сравнения параметров породы с параметрами эталонного материала. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„,SU„, 1476133 А1 (51)4 Е 21 С 39 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlQ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4299752/23-03 (22) 30. 06.87 (46) 30.04.89. Бюл. Ф 16 (71) Кузбасский политехнический институт (72) П.В. Егоров, Г.Я. Новик, В.В. Иванов, И.10. Буров и Л.А. Колпакова (53) 622.289(088.8) (56) Инструкция по безопасному ведению горных работ на рудных и нерудных месторождениях, склонных к горным ударам. Л.: BHHMH. 1980, с. 111-112.

Авторское свидетельство СССР

У 1239320, кл. Е 21 С 39/00, 1984. (54) СПОСОБ ОЦЕНКИ СКЛОННОСТИ ГОРНЫХ

ПОРОД К ДИНАМИЧЕСКОМУ РАЗРУШЕНИЮ (57) Изобретение относится к горному делу. Цель изобретения — повышение

Изобретение относится к горному делу и предназначено для оценки потенциальной удароопасности горных пород.

Целью изобретения является повышение точности.

На чертеже представлена функциональная схема устройства для реализации способа.

Схема включает образец 1 горной породы и последовательно соединенные емкостную антенну 2, усилитель 3, фильтры 4, которые служат для устранения помех от сети, частотомер 5, используемый для счета импульсов, записывающий осциллограф 6 для записи импульсов и определения их амплитуды точности. Образец горной породы нагружают с помощью пресса в допредельной области деформирования до разрушения. В процессе нагружения регистрируют импульсы электромагнитного излучения (ЭМИ), измеряют их число, амплитуду и длительность. Определяют суммарную энергию ЭМИ образца породы.

Дополнительно нагружают образец эталонного пластического материала и определяют его суммарную энергию (ЭМИ).

Сравнивают между собой значения энергий, и если энергия ЭМИ породы превышает энергию ЭМИ эталонного образца не менее чем на два порядка, то считают породу склонной к динамическому ф разрушению. Изобретение позволяет повысить точность оценки за счет сравнения параметров породы с параметрами эталонного материала. 1 ил.

2 и длительности, нагружающее устрой- 0М ство 7. 3

Способ оценки склонности горных (, ф пород к динамическому разрушению осу- laeaL ществляют следующим образом. ОР

Образец горной породы нагружают фр с помощью нагружающего устройства 7 (пресса), при этом нагружение производят в допредельной области деформирования образца 1. Возникающие в процессе нагружения импульсы естеЛ ственного электромагнитного излучения принимают антенной 2, усиливают с помощью усилителя 3 и измеряют их число, амплитуду и длительность. По полученным данным определяют суммарную энергию излучения образца 1 породы.

1476133 где

4ЕС.R2 ч Т

IV 3ТУ

Š— абсолютная диэлектрическая проницаемость горной породы;

С вЂ” скорость света s материале;

R — расстояние от источника эмиссии до точки приема сигнала.

Суммарная энергия электромагнитного излучения при трещинообразовании и разрушении горных пород представляет собой разность между высвобождаемой упругой энергией и необратимым образом поглощаемой (диссипируемой) образцом 1 энергией. Таким образом, величина энергии электромагнитного излучения несет в себе информацию о потенциальной способности гбрной породы накапливать упругую энергию и высвобождать ее в динамической форме.

Для оценки потенциальной способности горной породы к динамическому разрушению дополнительно производят нагружение образцов эталонного пластического материала, для которого также измеряют амплитуду, длительность и число импульсов электромагнитного излучения и определяют суммарную энергию излучения. Сравнивают значения суммарных энергий излучения породы и эталонного материала и при превышении первой над второй не менее чем на два порядка считают горную породу склонной к динамическому разрушению.

Пример . При исследовании электромагнитной эмиссии образца роговика с помощью установки, изображенной на фиг. 1, в процессе нагружению было зарегистрировано N = 10З импульсов. Средняя амплитуда сигнала составила. р= 3 -10 мВ, средняя длительность одного импульса Т 10 с.

Толщина образца составляла Ь=3 10- м.

Среднюю энергию электромагнитной эмиссии в импульсе можно рассчитать по формуле

Так как в нашем случае R = 3 " х10 2 м, Г = 9.10 Ф/м, получим W = ср

"- 10 Лж.

Суммарная энергия электромагнитного излучения составляет

WW = И W = 10,.Ä .

В качестве эталона пластического материал использовался мраморизованный .известняк, для которого аналогичным образом было получено значение

2WqÄ = 0,5 10 "Дж.

Отношение

2W 10

2,10г > 100

2W пл 0,5 .10

Таким образом, роговик следует счи20 тать породой, склонной к динамическому разрушению, т.е. потенциально удароопасной породой.

Данный способ позволяет повысить точность оценки склонности горных пород к динамическому разрушению за счет сравнения их параметров с параметрами эталонного пластического материала.

ЗО Формула изобретения

Способ оценки склонности горных пород к динамическому разрушению, включающий нагружение образцов пород

35 в допредельной области деформирования и регистрацию импульсов естественного электромагнитного излучения в процессе нагружения, отличающийс я тем, что, с целью повышения точ40 ности, дополнительно проводят нагружение образцов эталонного пластического материала, измеряют амплитуду, длительность и число импульсов, выделяющихся при нагружении образцов

45 пород и эталонного материала, определяют суммарные энергии излучения породы и эталонного материала и по их соотношению оценивают склонность породы к динамическому разрушению.

147б133

Составитель К. Лыков

Техред Л.Олийнык Корректор Л. Пилипенко

Редактор М. Циткина

Заказ 2140/32 Тираж 450 Подписное

ВНИИПИ Государственного. комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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