Устройство для контроля степени удароопасности массива горных пород

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсник

Сецналистичесиик

Республик (и935854 (6! ) Дополнительное IL авт. свид-ву (22)Заявлено 10.10.80 (21) 2996941/18-25 (51)М. Кл. с присоединением заявки М (23) Приоритет

G 01 Ч 3/18

9еудвуетеаеыФ квинтет евер

N NeN «еебуетенк11 в вткуытвй

Опубликовано 15.06.82. Бюллетень ppв 22

Дата опубликования описания 1 5. 06. 82 . (53) УДК 550. .83(088.8) (72) Авторы изобретения

В.В.Дырдин, Н.Г.Дубынин, П.Д.Факторовйч, S.Â.Èâàíîâ и С.И.Простов

Куэбасский политехнический институт (7l ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ СТЕПЕНИ УДАРООПАСНОСТИ

МАССИВА ГОРНЫХ fl0P0Q

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для автоматического и дистанционного контроля степени удароопасности массива горных пород.

Известны устройства для прогноза степени удароопасности участка массива по величине усилия вдавливания индентора в забой или стенки скважины, содержащие гидронасос, соединительную трубку, индентор различной формы и манометр. Индентор под действием давления жидкости в гидро-. системе вдавливается в забой или стенку скважины. В момент хрупкого выкола определяют давление в гидросистеме, по величине которого в различных точках замера судят о степени удароопасности массива 1 ).

Недостатком данных устройств-является трудоемкость измерений. Размер вдавливаемого индентора соизмег рим с размерами структурных зерен по-. роды, поэтому для получения достовер.

2, ных данных о состоянии массива необходимо проводить несколько серий измерений и статистическую обработку их результатов.

Известно также устройство для контроля степени удароопасности участ". ков массива пород сейсмическим мето". дом, включающее излучатель сейсмической энергии, сейсмоприемники и сейсмостанцию типа СБ-12 или СВ-20.

Устройство позволяет определить скорость сейсмической волны в различных участках массива, сравнивая значения которых, устанавливают катего" рию его удароопасности(2) .

Устройство сейсмического контроля обеспечивает возможность проведения измерений на больших базах без бурения скважин, однако трудоемкость измерительных работ остается высокой,,поскольку сейсмоприемники и иэ лучатель приходится располагать на расстоянии 5-15 м друг от друга, что подвижным контактам шагового искателя, подвижными контактами которого при каждом шаге четыре последовав . тельно расположенных электрода измерительного зонда подключены так, что два кра" íèõ из них подключены к генератору тока, два средних - к из— мерительному тракту и переключателю режима, блок граничных. значений электрических напряжений через отдельные контакты шагового искателя подключен к блоку сравнения, который через амплитудный детектор соединен с переключателем режима, через запоминающее устройство - с усилительн ым трактом и имеет выход на сигнальное устройство, а выход запоминающего устройства подключен к цепи сравнения амплитудного детектора.

На чертеже изображена функциональная схема устройства.

Устройство содержит измерительный зонд 1, шаговый искатель 2, генератор 3 тока, блок 4 граничных значений электрических напряжений, усилительный тракт 5, переключатель

6 режима, амплитудный детектор 7, запоминающее устройство 8, блок 9 сравнения и сигнальное устройство 10.

Зле ленты соединены между собой в следующей последовательности.

Электроды измерительного зонда 1 подключены к неподвижным контактам шагового искателя 2, подвижные контакты которого соединены с генератором

3 тока, блоком 4 граничных значений электрического напряжения блоком

9 сравнения, через усилительный тракт 5 - с запоминающим устройством

8, а через переключатель 6 режимас амплитудным детектором 7. Блок 9 сравнения подключен к амплитудному детектору 7, .запоминающему устройству 8 и имеет выход на сигнальное устройство 10.

Измерительный зонд 1 состоит из

25 сталемерных щеток, укрепленных на непроводящем штоке через 12,5 см.

Сигнальное устройство содержит два электронных клюнула и три сигнальные лампы зеленого, желтого и красного цвета, включение которых сигнализирует соответственно о наличии третьей, второй и первой категории ударо. опасности. и

Устройство работает следующим о6раэом.

3 935854 требует для проведения измерений не менее четырех операторов.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство 5 для контроля сте-.,они удароопасности массива горных пород электрометричес. ким методом кажущихся удельных электрических сопротивлений, содержащее четырехэлектродный измерительный зонд, соединительные провода, источник постоянного или переменного напряжения, генератор тока, усилительный тракт и стрелочный индикатор. Крайние электроды зонда соединены с источником напряжения и являются питающими, а средние через усилительный тракт — со стрелочным индикатором.

Зонд помещают в исследуеглую скважину и перемещают по ней с нужным шагом,снимая при этом замеры величин тока и падений напряжения на участках массива. По измеренным значениям вычисляют удельные электрические сопротивления в точках замера, определя-д ют расстояние от контура выработки до места расположения минимума электросопротивлений. Сравнивая соотноше-. ние этой .eel:è÷èíû и значений элект". росопротивлений, соответствующих ми- нимуму и нетронутому массив 5, с граничными соотношениями, определенными для данного месторождения предварительно, определяют категорию ударо. опасности массива (31.

Недостатком известного устройства является то, что оно не позволяет осуществлять автоматический и дистанционный контроль удароопасности, поскольку предполагает для получения окончательного результата проведения операции вручную и непосредственное присутствие человека.

Цель изобретения - обеспечение автоматического и дистанционного контроля степени удароопасности массива горных пород.

Указанная цель достигается тем, что в устройство, содержащее измерительный четырехэлектродный зонд, соединительные провода, источник напряжения и усилительный тракт, дополнительно введены шаговый искатель, блок граничных значений электричес-ких напряжений, блок сравнения, переключатель режима, амплитудный детек55 тов, запоминающее и сигнальное устройства, причем электроды, измерительного зонда подсоединены к неИсточники информации, принятые во внимание при экспертизе

I. Бич Я. А. Горные удары и методы их прогноза. M., "ЦНИЗИУголь!, 1972; с, 101.

2. Проскуряков В. И. Сейсмический метод прогноза степени удароопасности участков массива пород-."Уголь

Украины", 1977, и 8, с. 46-48.

3. Петухов И. И. и др. Геофизические методы исследования горных уда-. ров. И., "Недра", 1975, с. 3-17 (прототип).

5 93585

После включения устройства шаговый искатель 2 подключает электроды измерительного зонда 1 таким образом, что при каждом шаге неподвижных контактов в электрическую цепь полключаютсл, начиная с электродов, расположенных у устья скважины, четыре последовательно расположенных электрода, причем два крайних из них подключаются к генератору 3 тока, а два средних — к усилительному тракту 5. Генератор 3 тока выдает в массив через электроды зонда t ток, не зависящий от электропроводности массива и контактных эффектов. Падение напряжения U с электродов зонда 1 через контакты шагового искателя 2 подается на усилительный тракт 5. Усиленное значение U подается на запоминающее устройство 8, 20 которое осуществляет вь1бор наименьГ шего значения Uù, .Ïåðåêëþ÷àòåëü 6 режима при этом не пропускает сигнал на амплитудный детектор 7. При повторном ходе шагового искателя сиг-25 нал U через переключатель 6 режима подается на амплитудный детектор 7.

В момент, когда сигнал 0 = 0 „„в блоке 9 сравнения происходит сравнение U . с граничными значениями 0„ зв

УП1 У! подаваемыми с блока 4 через шаговйй искатель 5. Значения 0 при этом со ответствуют верхним границам 0 для второй и первой категории удароопасности в точке замера, для которой

0 -" U При 0«„Uö блок 9 выдает сигнал для зажйганиця зеленой лампочки сигнального устройства 10 (Б категория удароопасности), соответственно при U, 0„,„ф0„- для желтой (K категория),а при U „.

Сигнальное устройство 10 может находиться у дежурного по участку (шахте), который может включить

45 устройство в работу в непрерывном или дискретном режиме.

Граничные, значения 0 устанавливаются в устройстве заблаговременно на основе предварительно проведенных исследований на данном месторождении (шахте, участке).

Использование предлагаемого уст".. ройства в сравнении с известными обе. спечивает автоматический контроль удароопасности массива горных пород, вследствие чего высвобождается один оператор.

Кроме того, возможность дистанционного контроля удароопасности мас-. сива позволяет избежать нахождения людей при измерениях на опасных участках, что повысит безопасность работ. формула изобретения

Устройство для контроля степени удароопасности массива горных пород, содержащее измерительный зонд, генератор тока и усилительный тракт, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения автоматического и дистанционного контроля, оно дополнительно снабжено шаговым искателем, блоком граничных значений электрических напряжений, блоком сравнения, переключателем режима, амплитудным детектором, запоминающим и сигнальным устройствами, причем электроды измерительного зонда подсоединены к неподвижным контактам шагового искателя, подвижными контактами которого при каждом шаге четыре последовательно расположенных электрода измерительного зонда подключены так, что два крайних из них подключены к генератору тока, а два средних - к измерительному тракту и переключателю режима, блок граничных значений электрических напряжений через отдельные контакты шагового искателя подключен к блоку сравнения, который через амплитудный детектор соединен с переключателем режима, через запоминающее устройство - с усилительным трактом и имеет выход на сигнальное устройство, а вход запоминающего устройства подключен к цепи сравнения амплитудного детектора.

935854

Составитель Е. Городничев

Техред М. Тепер е . Корректор Н. Стец

Редактор Л. Алексеенко

Тираж 717 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 4203/47

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4