Способ прогноза горных ударов

 

Изобретение относится к физике Земли и может быть использовано для прогноза горных ударов, выбросов газа или угля, обвалов, извержений вулкана, землетрясений. Целью изобретения является повышение надежности и оперативности способа. Для достижения цели осуществляют регистрацию сигналов электромагнитного излучения (ЭМИ) акустической эмиссии (АЭ) и ультразвукового прозвучивания УЗП, а прогноз горных ударов осуществляют по одновременному увеличению отношения суммарной энергии и средней энергии сигналов ЭМИ и АЭ, а также максимальной энергии сигналов УЗП. 3 ил.

СОЮЗ СОН(ТСКИХ

СОЦИАЛИС! И ЕСКИХ

РЕСГ(УБЛИК

ГОСУДАРСТ8ЕНН(ЫЙ КОМИТЕТ пО изОБРетениям и ОткРытиям

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

- 1

Л Тмин / Тмакс

fl и (21) 4673041/25 (22) 04.04.89 (46) 15,08.91. Бюл. ¹ 30 (71) Институт физики Земли им,О,Ю.ШмидТд (72) В.M Äåìèí, Г.А.Соболев и З.-Ю.Майбук (53) 550.83 (088.8) (56) Константинов А.Г. Сейсмоакустические исследования предвыбросных разрушений угольных пластов. М.: Наука, 1977, 132 с.

Авторское свидетельство СССР № 996976, кл. G 01 V 11/00, 1982, Изобретение относится к области физики Земли и может быть использовано для прогноза горных ударов, выбросов газа или угля, обвалов, извержений вулкана, землетрясений.

Целью изобретения является повышение надежности и оперативности способа.

На фиг. 1-3 представлены закономерности изменения прогностических параметров горных ударов.

Суть способа заключается в следующем, В горном массиве размещают электромагнитные антенны и пьеэокерамические датчики на одном и том же его участке так, чтобы получить информацию об одном и том же объеме горного массива, регистрируют электромагнитные сигналы (ЭМИ) и акустические сигналы (АЭ), измеряют среднюю энергию каждого сигнала ЭМИ и АЭ, за

„„SU„1670651 А1 (s(1s G 01 Ч 11/00, Е 21 С 39/00 (54) СПОСОБ ПРОГНОЗА ГОРНЫХ УДАРОВ (57) Изобретение относится к физике Земли и может быть использовано для прогноза горных ударов, выбросов газа или угля, обвалов, извержений вулкана, землетрясений.

Целью изобретения является повышение надежности и оперативности способа. Для достижения цели осуществляют регистрацию сигналов электромагнитного излучения (ЭМИ) акустической эмиссии (АЭ) и ультразвукового прозвучивания УЗП, а прогноз горных ударов осуществляют по одновременному увеличению отношения суммарной энергии и средней энергии сигналов

ЭМИ и АЭ, а также максимальной энергии сигналов УЗП. 3 ил. фиксированные временные интервалы

Л Т,выбранные в соответствии с зависимостью

ЛТ

К

При этом AT — длительность аномальных изменений измеряемых параметров, определяемая на основании априорных данных для конкретного типа месторождений; К вЂ” временной коэффициенг дискретности измерений. определяемый исходя иэ следующих соотношений где Л Тмин, Ь Тмакс - соответственно минимальная и максимальная длительности аномалии;

n — количество измерений, необходимое для уверенной регистрации аномалии.

1670651

Для условии Кольского полуострова установлено, что коэффициент К изменяется от 2 до 10.

Далее определяют суммарную энергию сигналов Х Еэми и Х Едэ измеряют число сигналов ЭМИ и АЭ Х Еэуи и Х Едэ,определяют среднюю энергию сигналов в каждом фиксированном интервале времени (Ecp.ýìè, Еср.дэ), путем деления Х Еэми на Х N»», и

Х Едэ на Х Мдэ, определяют отношение суммарной энергии сигналов ЭМИ и АЭ (параметр А), одновременно определяют параметр Б — отношение средней энергии сигналов ЭМИ и АЭ, т.е. совместно используют связь электромагнитного и акустического полей, которые определяют развитие процесса трещинообразования. Кроме того, за изменением эффективной плотности контролируемой области судят по прохождению ультразвуковых сигналов, применяя способ УЗП, и измеряют величину максимальной энергии в энергетическом спектре ультразвуковых сигналов прозвучивания

Е > хс У 3 П вЂ” параметр В.

При приложении механического напряжения к массиву горных пород параметры

Х Еэми, Х Едэ, Х > чэми, Х ЙАз, Еср.эми и

Еср.дэ изменяются, При слабых, не критических изменениях напряженно-деформированного состояния (НДС) первые четыре величины изменяются синхронно и в связи с этим их отношение почти не изменяется. Однако при достижении определенных нагрузок (разных в зависимости от механоэлектрического состояния массива) их соотношение начинает изменяться, причем аномально увеличивается отношение энерговыделения сигналов ЭМИ к энерговыделению сигналов АЭ. Одновременно начинает необратимо расти величина максимальной энергии в энергетическом спектре ультразвуковых сигналов проэвучивания

Емахс узп, которая до этого момента увеличивалась за счет хаотического 1рещинообразования в массиве.

Таким образом, по совокупности трех параметров А,Б,В решается задача краткосрочного прогноза горного удара в массиве горных пород.

Формула изобретения

Способ прогноза горных ударов, включающий регистрацию сигналов электромагнитного излучения (ЭМИ), акустической эмиссии (АЭ) и ультразвукового прозвучивания (УЗП) и суждение об изменении напряженно-деформированного Состояния по их совокупности, отличающийся тем, что с целью одновременного повышения надежности и оперативности способа, регистрацию сигналов Э МИ, АЭ и УЗП проводят на одном и том же участке горного массива во временные интервалы A t, выбранные в соответствии с зависимостью д, лт

К где ЛТ- длительность аномальных изменений измеряемых параметров;

К вЂ” временной коэффициент дискретности измерений, дополнительно измеряют суммарное количество сигналов ЭМИ Х й»> и АЭ Х 1чдэ за эти интервалы, измеряют среднюю и суммарную энергию сигналов ЭМИ Е<р.ЭМИ и

АЭ, Еср АЭ, определяют отношение суммарной энергии сигналов ЭМИ и АЭ, определяют отношение средней энергии сигналов

ЭМИ и АЭ>измеряют величину максимальной энергии в энергетическом спектре ультразвуковых сигналов прозвучивания Еуэл и по одновременному увеличению отношения суммарной энергии и средней энергии сигналов ЭМИ и АЭ, а также максимальной энергии сигналов УЗП делают заключение о подготовке горного удара.

1670651

5б .фЯ

И

Þ2

1б д

Ю

3 г

0

Составитель Н.Жукова

Редактор О,Спесивых Техред М.Моргентал Корректор T.Êoëá

Заказ 2750 Тираж 330 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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