Устройство для определения удароопасного состояния горного массива

 

Изобретение относится к контролю горного давления и предназначено для локальных измерений в условиях забоя или карьера для предупреждения горного удара . Цель - повышение надежности определения удароопасного состояния горного массива в условиях высокого помехового фона. Для этого устр-во, содержащее регистратор 7 и последовательно соединенные геофон 1 и усилитель 2, дополнительно снабжено тремя адаптивными частотными фильтрами 3, тремя задатчиками 5 и шестью компараторами 4 и 6, При этом к выходу усилителя 2 подсоединены входы фильтров Здля регистрации: первый-стреляний, толчков , микроударов и ударов с энергией 102-106 Дж, второй -динамических разрушений , сопровождающихся образованием трещин размерами порядка 0,1 м, приводящих к образованию акустических волн с энергией - Дж, третий - акустических событий с энергией - 10 Дж. Выходы фильтров попарно подсоединены к первому и второму входам компараторов. Выходы компараторов 4 соединены с первыми входами компараторов б, вторые входы которых соединены с выходами задатчиков 5. Выходы компараторов 6 соединены со входами регистратора 7, по которому можно следить за динамикой поведения горного массива. 1 ил. сл с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s Е 21 С 39/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4621000/03 (22) 16.12.88 (46) 23.12.91, Бюл. № 47 (71) Научно-производственное обьединение

"Сибцветметавтоматика" (72) И.П.Розманов (53) 622.23.05(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1056107, кл. G 01 Ч 1/24, 1982.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1628030, кл. Е 21 С 39/00, G 01 N 29/04, 1988. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

УДАРООПАСНОГО СОСТОЯНИЯ ГОРНОГО

МАССИВА (57) Изобретение относится к контролю горного давления и предназначено для локальных измерений в условиях забоя или карьера для предупреждения горного удара; Цель — повышение надежности определения удароопасного состояния горного массива в условиях высокого помехового фона. Для этого устр-во, содержащее региИзобретение относится к контролю горного давления и может быть использовано для локальных измерений в условиях забоя или карьера для предупреждения горного удара.

Целью изобретения является повышение надежности определения. удароопасного состояния горного массива в условиях высокого помехового фона.

На чертеже изображена структурная схема устройства для определения удароо- пасного состояния массива горных пород.

Устройство содержит геофон 1, усилитель 2, три адаптивных частотных фильтра 3, „„5U „„1 7ОО233 А1 стратор 7 и последовательно соединенные геофон 1 и усилитель 2, дополнительно снабжено тремя адаптивными частотными фильтрами 3, тремя задатчиками 5 и шестью компараторами 4 и 6, При этом к выходу усилителя 2 подсоединены входы фильтров

Здля регистрации; первый — стреляний, толчков, микроударов и ударов с энергией

10 — 10 Дж, второй — динамических разру2 6 шений, сопровождающихся образованием трещин размерами порядка 0,1 м, приводящих к образованию акустических волн с энергией - 10 — 10 Дж, третий — акусти-2 -2 ческих событий с энергией 10 — 10 Дж.

-1

Выходы фильтров попарно подсоединены к первому и второму входам компараторов.

Выходы компараторов 4 соединены с первыми входами компараторов 6, вторые входы которых соединены с выходами задатчиков 5. Выходы компаоаторов 6 соединены со входами регистратора 7, по которому можно следить за динамикой поведения горного массива. 1 ил. три первых компаратора 4, три задатчика 5, три вторых компаратора 6, регистратор 7, При этом к выходу геофона 1 подсоединен вход усилителя 2, к выходу усилителя 2— входы адаптивных частотных фильтров 3 для регистрации: первым — стреляний, толчков микроударов и ударов с энергией

10 — 10 Дж; вторым — динамических разру6 шений, сопровождающихся образованием трещин размерами порядка 0,1м, приводящих к образованию акустических волн с энергией 1Π— 10 Дж; третьим — акусти-2 2 ческих событий с энергией-10 — 10 Дж, -1 выходы которых попарно подсоединены к

1700233 первому и второму входам первых компараторов 4, первые входы вторых компараторов 6 соединены с выходами первых компараторов 4, вторые входы вторых компараторов 6 соединены с выходами задатчиков 5, а выходы вторых компараторов 6 соединены со входами регистратора 7.

Устройство работает следующим образом. Сигналы от источника сейсмоакустической эмиссии в напряженном горном массиве поступают на геофон 1, где преобразуются в электрические, усиливаются усилителем 2, разлагаются адаптивными частотными фильтрами 3 на три диапазона: выше 3 кГц, от 3 до 100 Гц, ниже 100 Гц, т.к. сейсмические события с энергией 10 — 10

Дж имеют частотный спектр ниже 100 Гц акустические события с энергиями 10 — 10

Дж имеют частотный спектр "100 — 2000 Гц; акустические события с энергиями 10

-5

10 Дж имеют частотный спектр 2000—

-1

20000 Гц.

В каждом фильтре 3 в свою очередь сигнал разлагается на три или более поддиапазона, определяется среднее по диапазону значение сигнала, и поддиапазоны со значительным превышением этого значения, т.е. пораженные помехой из дальнейшего рассмотрения исключаются.

Средние значения уровней трех диапазонов без учета пораженных помехой участков поступают попарно с адаптивных частотных фильтров 3 на первые компараторы 4 для определения соотношений средний уровней первого и второго, второго и третьего, третьего и первого диапазонов К, К, Кз. Полученные соотношения поступают на вторые компараторы 6 для сравнения с нормой,К1, К, IQ, устанавливаемой на задатчике 5 после предварительного исследования горного массива, которые с определенной степенью вероятности соответствуют трем категориям удароопасности;

К3 — повышенной опасности проявления горного удара, I категория;

К вЂ” опасной по проявлению горного удара, П категория;

K3 — не представляющая непосредственной опасности проявления горного удара, II I категория, Со вторых компараторов 6 результаты сравнения K1/K3, Кг/К, Кз/К3 поступают на регистратор 7 для наблюдения за дина10 микой поведения горного массива.

Увеличение низкочастотной составляющей Кз/Кз свидетельствует и повышейии опасности горного удара, а при значении

15 Кз/Кз >1 регистратор выдает сигнал о необходимости принятия срочных мер для предотвращения нежелательных последствий возможного горного удара.

Таким образом, сравнительный анализ

2р с помощью дополнительно введенных элементов различных участков спектра сигнала позволяет извлечь дополнительную информацию для передачи на регистратор, т.е. позволяет повысить надежность определения удароопасного состояния горного массива.

Формула изобретения

Устройство для определения удароо30 пасного состояния горного массива, содержащее регистратор и последовательно соединенные геофон, усилитель, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, в него введены три адаптивных

35 частотных фильтра, три первых компаратора, три эадатчика, три вторых компаратора, причем выход усилителя соединен с входами адаптивных частотных фильтров, выходы адаптивных частотных фильтров подсоеди40 нены попарно к первому и второму входам первых компараторов, выходы которых соединены с первыми входами вторых компараторов, вторые входы последних соединены с выходами задатчиков; а выхо45 ды вторых компараторов соединены с первым, вторым и третьим входами регистратора.

1700233

Составитель М. Китайская

Редактор Е. Полионова Техред М.Моргентал Корректор Т. Малец

Заказ 4452 Тираж Подписное

8НИИПИ 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