Способ определения места установки сейсмоприемников в разрабатываемом горном массиве

 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для разработки угольных пластов. Цель - повышение точности определения места установки сейсмоприемников в разрабатываемом горном массиве за счет учета в нем рефракции и преломления акустических волн. В горный массив устанавливают сейсмоприемники и генерируют в него искусственные акустические сигналы. Параметры акустических колебаний участков горного массива измеряют по нормали к плоскости разрабатываемого пласта. Места установки сейсмоприемников определяют по соответствующим им координатам нормали, где уровень интенсивности акустических колебаний участков горного массива принимает максимальные значения. Размещение сейсмоприемников в зоне максимального уровня интенсивности каждого структурного элемента горного массива обеспечивает наибольший уровень информативности измеряемых параметров акустических колебаний о свойствах этих элементов горного массива. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (11) (Si)S Е 21 С 39/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРКтеНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

APH ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4494041/24-03 (22) 17,10. 88 (46) 23. 10. 90. Бюл. 1Ф 39 (71) Коммунарский горно-металлургический институт (72) В.Д.Аюров (53) 622.23.05 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1484975, кл. Е 21 F 5/00, Е 21 С 39/00, 1987.

Инструкция по безопасному ведению горных работ на пластах, склонных к внезапным выбросам угля, породы и газа. — N. Недра, 1977, 159 с., с. 29. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТА УСТАНОВКИ СЕГ1СМОПРИЕМНИКОВ В РАЗРАБАТЫ-

ВАЕМОМ ГОРНОМ МАССИВЕ (57) Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для разработки угольных пластов. Цель — повышение точности опреИзобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке угольных пластов, склонных к выбросам угля и газа.

Цель изобретения - повышение точности определения места установки сейсмоприемников в разрабатываемом горном массиве и за счет этого повышение надежности идентификации свойств структурных элементов разрабатываемого горного массива.

На чертеже приведена схема определения места установки сейсмоприемников.

2 деления места установки сейсмоприемников в разрабатываемом горном массиве за счет учета в нем рефракции и преломления акустических волн. В горный массив устанавливают сейсмоприемники и генерируют в него искусствен-,: ные акустические сигналы. Параметры акустических колебаний участков горного массива измеряют по нормали к плоскости разрабатываемого пласта.

Места установки сейсмоприемников определяют по соответствующим им координатам нормали, где уровень интенсивности акустических колебаний участков горного массива принимает максимальные значения. Размещение сейсмоприемников в зоне максимального уровня интенсивности каждого, структурного элемента горного массива обеспечивает наибольший уровень информативности измеряемых параметров акустических колебаний о свойствах этих элементов горного массива. 1 ил.

Схема содержит сейсмоприемник 1, шпуры 2, непосредственную кровлю 3 пласта, пласт 4, непосредственную почну пласта 5, размер зоны 6 разгрузки от выработки, график 7 измене-. ния уровня интенсивности акустических колебаний по нормали к плоскости залегания пласта.

Способ осуществляют следующим образом.

Для кажпого шахтопласта в рамках гарантированного, радиуса действия. промышленного сейсмоприемника аппара уры ЗУА из горной выработки в раэра601374 батываемый массив не ближе зоны разгрузки от выработки бурят серию шпу:ров 2 в пласт, кровлю 3 и почву пласта 5. Шпуры 2 ориентируют в горном массиве так, чтобы их забои после ,окончания бурения находились на од ной нормали к плоскости разрабатываеМого пласта 4. Во все шпуры устанав ливают сейсмоприемники 1 с одинако- ip выми характеристиками. Количество

)ппуров 2 в каждой серии выбирают из условия последующего определения по показаниям установленных в них сейс11

"моприемников i закономерности измене- 15 ния уровня интенсивности акустичес ких колебаний в каждом структурном

:элементе горного массива Izo направлению напластования горных пород. Вклю::чают источник генерирования искусст- 2р

Эенного акустического сигнала напри мер выемочный механизм, отбойный моло.,ток или буровой станок. Во время генерирования искусственного акустического сигнала одновременно во всех 25 сейсмоприемниках 1 измеряют уровень интенсивности акустических колебаний .

По полученным значениям величин уров,ня интенсивности акустических колеба;ний в каждом структурном элементе 3р горного массива определяют координа ту нормали, в которой уровень интен сивности акустических колебаний имеет максимальное значение. В эти координаты,нормали устанавливают сейсмоприемники для последующей дифференцированной идентификации свойств соответствующего структурного элемента горного массива.

Размещение. сейсмоприемников в зоне gp максимального уровня интенсивности каждого структурного элемента горного массива обеспечивает повышение точности определения места установ- . ки сейсмоприемников в разрабатывае- g5 мом горном массиве, потому что в указанных зонах установки сейсмоприемников обеспечивается наибольший уровень информативности измеряемых пара-; метров. акустических колебаний о свой- 5О ,ствах этих элементов горного массива.

Пример. Пласт И сложного строения, состоит из двух пачек, разделенных прослоем крепкого песчаника мощностью 0 05-0 08 м. Иощность верхЭ Э

55 ней пачки угля 0,03-0,10 м, нижней—

1,35-1,46 м. В кровле пласта залегает глинистый сланец, тонкослоистьй, однородный, плотный, средней крепости, трещиноватый, общей мощностью 11,0 м.

Неоднороден, кровля мощностью 3,03,5 м вследствие подвижек толщи и наличия зеркал скольжения малоустойчивая, склонная к обрушению в виде куполов. Почва пласта представлена песчаным сланцем, светло-серым, моцностью 1,8 м.

Для определения места установки сейсмоприемников для идентификации свойств непосредственной кровли плас-. та, нижней пачки пласта и почвы пласта с бортового ходка пласта И> в нижнюю пачку пласта за зону разгрузки выработки, в непосредственную кровлю, почву и нижнюю пачку пласта пробурили IIo три шпура диаметром 80 мм, Ппуры ориентированы в горном массиве так, чтобы их забои находились за зоной разгрузки выработки на одной нормали к плоскости пласта, отстоящей от выработки на 2,0 м. Размер зоны разгрузки от выработки определяют предварительно 1,5 м. Нпуры бурят на расстоянии 40 м от лавы 10 восточного столба (не ближе зоны влияния лавы

5 м и не далее радиуса действия сейсмоприемника СБ-10, т.е. не далее

70 м). Во все шпуры устанавливают сейсмоприемники, идентичные по своим характеристикам и расклинивают их деревянными кольями. Во время работы . выемочного комбайна во всех сейсмоприемниках с помощью аппаратуры ЗУА определяют, уровень интенсивности акустических колебаний. Данные заносят в таблицу.

На фиг. 1 приведен график изменения уровня интенсивности акустических колебаний по нормали к плоскости залегания пласта. Из полученных данных определяют, что уровень интенсивности акустических колебаний принимает максимальные значения в непос-. редственной почве пласта на расстоянии 0,3 m ov почвы пласта, где ш— мощность пласта, м; в нижней пачке угля на расстоянии 0,4 м от почвы пласта и в непосредственной кровле пласта на расстоянии 1,2 м от почвы пласта на расстоянии 1,2 и от почвы пласта. Поэтому при дальнейшей идентификаций свойств непосредственной .кровли пласта сейсмоприемник всегда помещался в непосредственную кровлю

1 на расстояние 1,2 и от почвы пласта. Дальнейшую идентификацию свойств угольного пласта ведут с помощью сейРасстояние от епосредственная кровля

Непосредственная почва

Пласт почвы пласта, отн.ед. к мощности

-13 -07 -03 02 04 08

1,2 1,5 1,8

Ур овен ь ин тенсивности акустических колебаний, дБ

15 30 58 13 28 17 40 30 15

5 16013 смоприемника, установленного на рас-стоянии 0,4 м от почвы пласта, а идентификацию свойств непосредственной почвы пласта — с помощью сейсмоприемника, установленного в непос5 редственной почве на расстоянии

-0,3 м от почвы пласта.

Указанные места установки сейсмоприемников позволяют на всем протяжении отработки лавы 10 восточного столба по пласту И обеспечить на3 дежную идентификацию структурных,,злементов разрабатываемого горного массива. Повьппение надежности идентификации свойств структурных злементов горного массива стало возможным за счет учета явлений рефракции и преломления акустических волн в разрабатываемом горном массиве. 20

Формула изобретения

Способ определения места установки сейсмоприемников в разрабатывае- 25

74 б мом горном массиве, включающий установку в горный массив сейсмоприемников, генерирование в него искусственных акустических сигналов, измерение параметров акустических колебаний участков горного массива и определение по ним мест установки сейсмоприемников для последующей идентификации свойств разрабатываемого горного массива, отличающийся тем, что, с целью повьппения точности определения места установки сейсмоприемников в разрабатываемом горном массиве за счет учета в нем рефракции и преломления акустических волн, параметры акустических колебаний: участков горного массива измеряют по нормали к плоскости разрабатываемого пласта, а места установки сейсмоприемников определяют по соответствующим им координатам нормали, где уровень интенсивности акустических колебаний участков горного массива принимает максимальные значения.