Сейсмоакустический способ обнаружения очагов вероятного возникновения динамических явлений в шахтах

 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано в шахтах, опасных по внезапным выбросам угля и газа. Для обнаружения очагов возникновения динамических явлений прежде регистрации тресков пород, являющихся предвестниками динамических явлений, определяют тарировочную зависимость, связывающую угол прихода фронта волны к линии расположения датчиков в массиве, и время прохода волны по базе между датчиками. По этой зависимости находят направление на источник тресков, определяя время прохода сигнала от источника тресков. Затем по расчетной формуле определяют расстояние до места излучения сигнала. 2 ил,

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано в угольной промышленности в шахтах, опасных по внезапным выбросам угля и газа.

Известен способ прогнозирования внезапных выбросов угля и газа горных пород, основанный на подсчете количества тресков пород в массиве и по спектральным характеристикам акустических сигналов [1, 2].

Известен также метод засечки места возникновения треска одновременно с нескольких точек.

Недостатком известных методов является невозможность определять координаты места расположения тресков в массиве, а метод засечки очага тресков с нескольких точек одновременно является трудоемким, недостаточно точным и ненадежным, т.к. требует приема сигнала от одного и того же источника одновременно в нескольких приемных точках.

Цель изобретения - увеличение точности и надежности определения координат очага возникновения треска в массиве.

Указанная цель достигается тем, что первоначально проводятся акустические тарировочные работы на массиве, строятся тарировочные зависимости, затем по акустическим тарировочным зависимостям определяется направление от места стояния на источник тресков. После этого определяется расстояние до источника тресков и его координаты.

В известных технических решениях подобных отличительных признаков не обнаружено, что позволяет считать предлагаемое решение обладающим существенными отличиями.

На фиг. 1 изображена часть контролируемого массива угольного пласта (лава); на фиг. 2 - тарировочная зависимость между временем прохода волны Δt по базе Δl и углом прохода сигнала к датчикам.

Суть предлагаемого изобретения состоит в следующем.

Устраиваются замерные станции, в которых перпендикулярно штреку параллельно лаве пробуриваются по углю два шпура 1 и 2 глубиной 3 - 5 м с расстоянием между шпурами порядка 5 м. В шпурах размещают приемные датчики, от которых идут провода к измерительному прибору времени. Затем проводят тарировочные работы. Для этого импульсный источник возбуждения сигнала располагают в лаве на разных расстояниях три штрека с интервалом 20 - 30 м. В каждом из этих пунктов (ПВ) по очереди в определенной последовательности, возбуждается упругая волна, которая пройдя по пласту принимается датчиками, расположенными в шпурах 12. Сигнал от датчиков поступает на ход усилителя счетного устройства.

Первоначально волна придет на датчик 1 и запустит счетное устройство измерительного прибора и начнется счет импульсов времени, при достижении волной датчика 2 счет импульсов прекратится. Поскольку волна, возбуждаемая в различных пунктах возбуждения будет приходить к датчикам под разными углами, то база прозвучивания будет меняться от максимума, равного расстоянию между датчиками, до нуля при возбуждении сигнала под углом 90^o к линии датчиков (ПВ 11). По полученным данным строится зависимость между временем прохождения волны между датчиками и углом α , под которым расположен пункт возбуждения по отношению к линии датчиков. Построив эту тарировочную зависимость между α и Δt , приступают к прослушиванию массива, отстраивают акустическую аппаратуру от технологических шумов и выделяют импульсы, полученные от разрушения пород и угля. Получив значение Δt от импульса разрыва массива, по тарировочной кривой определяют направление на источник тресков, а затем по формуле l = C_пр - C_поп определяют расстояние до места возникновения импульса (где σ_t - время между приходом продольной и поперечной волны, C_пр - скорость продольной волны, м/с; C_поп - скорость поперечной волны, м/с).

Скорости продольных и поперечных волн определяются обычными методами.

Формула изобретения

Сейсмоакустический способ обнаружения очагов вероятного возникновения динамических явлений в шахтах, включающий бурение шпуров в массиве угля, установку сейсмоакустической аппаратуры и датчиков, выделение импульсов от разрушения породы и угля, отличающийся тем, что первоначально для исследуемого массива строят тарировочные зависимости, связывающие угол падения волны от источника возбуждения сигнала на линию датчиков и время ее распространения на базах между датчиками, по которой определяют направление от места замеров импульсов от разрушения на источник тресков в массиве, а затем рассчитывают расстояние от места замеров до места возникновения импульсов упругой волны, вызванной треском породы.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2