Устройство для контроля состояния горного массива

Устройство для контроля состояния горного массива

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советски н

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ()723129 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 17.11.75 (21) 2193304/22-03 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (51) М. Кл .

Е 21 С 39/00

Гасударственный коинтет

Опубликовано 25.03.80. Бюллетень № 11

Дата опубликования описания 05.04.80 (53) УДК 622.831:

:53.08 (088.8) ао дешн нзебретеннй н юткрытнй

В. Г. Артемов (72) Автор изобретения

Уральский филиал Всесоюзного научно-исследовательского и проектного института галургии (7)) Заявитель

I -- . 1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ СОСТО НИЯ

ГОРНОГО МАССИВА с 1 !

Изобретение относится к горной промышленности, является средством для реализации электрометрического способа контроля за изменением напряженно-деформированного состояния горного массива, осуществляемого для повышения безопасности горных работ и решения вопросов технологии разработки полезных ископаемых.

Известно устройство контроля, применяемое при каротаже, содержащее измерительные и токовые электроды, измерительный прибор (1). В этом устройстве сопротивление горных пород определяется с погрешностью из-за влияния поверхностных токов.

Известно также устройство для контроля состояния горного массива, содержащее высоковольтный, измерительный и охранный электроды, источник питания, подключенный к электродам, калибровочный резистор и измерительный прибор (2).

Это устройство не обеспечивает надежность контроля из-за влияния на измере- 20 ние состава горных пород.

С целью повышения надежности контроля за счет того, что устройство снабжено двумя регулируемыми резисторами, причем источник пйтания, выполненный в виде генератора ультразвуковых и инфранизких частот непосредственно подключен к высоковольтному электроду, расположенному в одном шпуре, через калибровочный резистор и первый регулируемый резистор — соответственно к измерительному и охранному электродам, расположенным в другом шпуре, и через второй регулируемый резистор— к первому входу измерительного прибора, к второму входу которого подключен измерительный электрод.

На чертеже представлена схема устройства, поясняющая сущность изобретения.

Устройство содержит в горном массиве

1 параллельные шпуры 2, охранный электрод

3, измерительный электрод 4, двухканальный измерительный прибор 5, высоковольтный электрод 6, генератор 7, регулируемые резисторы 8, 9 и калибровочный резистор 10.

К контролируемой части горного массива посредством электродов 6, 3 и 4 приложено напряжение высоковольтного генератора 7. Это напряжение создает электрическое поле (его эквипотенциальные линии

723129 обозначены штрихами) и ток (линии равных плотностей обозначены сплошными линиями). Размеры электродов и расстояние между ними соизмеримы. Поэтому электрическое поле между электродами 4 и 6 распределяется равномерно. Между электродами 6 и 3 электрическое поле распределено неравномерно вследствие растекания тока.

С помощью регулируемого резистора 8 потенциалы охранного электрода 3 и измерительного 4 выравниваются. Для этого используется второй канал измерительного прибора

5. При выравнивании потенциалов этих электродов исчезают условия для попадания поверхностных токов в измерительную цепь и объемных в охранный электрод. Таким образом, токи, обусловленные равномерной напряженностью электрического поля, оказываются отделенными и полностью попадают в цепь электрода 4. Величина этих токов измеряется по величине падения напряжения на калибровочном резисторе 10 и регистрируется прибором 5. На втором канале этого прибора регйстрируется напряжение генератора 7, снятое через резистор 3.

По полученным данным определяют минимальное значение приложенного к контролируемой части горного массива электрического напряжения, а также ток, соответствующий моментам перехода напряжения через нуль и через максимум. Измерения производят дважды на двух частотах: ультразвуковой и инфранизкой. На инфранизкой частоте величина электрического сопротивления обусловлена составом породы и ее состоянием. На ультразвуковой частоте состояние пород не оказывает влияний на величину электрического сопротивления. Оно зависит только от состава пород. Поэтому отношение величины сопротивлений породы для двух частот электрического поля в любой момент измерения характеризует изменение ее состояния с момента проведения одной выработки. Это дает возможность значительно уменьшить погрешности измерения, обусловленные непостоянством состава породового массива. Так же исключаются погрешности измерения, обусловленные непараллельностью шпуров, так как отношения удельных и объемных характеристик для двух частот одинаковы при различных базах измерения.

Изобретение позволяет оперативно определять напряженно-деформированное состояние горного массива, окружающего горную выработку. Это дает возможность совершенствовать технологию добычи полезю ных ископаемых и улучшать условия безопасного ведения горных работ.

Формула изобретения

1$

Устройство для контроля состояния горного массива, содержащее высоковольтный, измерительный и охранный электроды, источник питания, подключенный к электродам, калибровочный резистор и измерительный прибор, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности контроля, оно снабжено двумя регулируемыми резисторами, причем источник питания выполнен в виде генератора ультразвуковых и инфранизких частот и непосредственно подключен к высоковольтному электроду, расположенному в одном шпуре, через калибровочный резистор и первый регулируемый резистор— соответственно к измерительному и охранному электродам, расположенным в другом зв шпуре, и через второй регулируемый резистор — к первому входу измерительного прибора, к второму входу которого подключен измерительный электрод.

3S Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 421773, кл. 2 G 01 J 3/18, 1956.

2. Турчанинов А. И. и др. Современные методы комплексного определения физических свойств горных пород, М., «Недра», 1967, с. 125 (прототип).

723129

Составнтель М. Смнттен

Редактор Н. Хлудова Техред К. Шуфрнч Корректор В. Бутяга

Заказ 74$ /49 Тиров В26 Подпнсное

ЦН И И П И Государственного комитета СССР по делам нзобретеннй я открытнй

113036, Москва, Ж вЂ” 36, Раунккая наб., д. 4/6

Фнлнал ППП сПатент», г. Уигород, ул. Проектная, 4