Вибрационный источник сейсмических сигналов

(51) 01 1/143 (2010.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ Задача изобретения - повышение уровня безопасности добычных и проходческих работ в угледобывающей промышленности и их производительности. Технический результат достигается тем, что в следящую систему и систему управления,регистрации и коррекции генерируемых колебаний и отраженных сейсмических волн введены датчик положения генерируемой нагрузки, навигатор,регистратор и установленные в забое геофоны,причем регистратор отраженных волн получает сигналы от датчика положения, навигатора,программатора и геофонов, а регистратор, получая сигналы от программатора, сравнивает их с сигналами от геофонов и навигатора, выдает регистрирующие сигналы на дешифратор и одновременно осуществляет обратную связь с программатором.(72) Смирнов Юрий Михайлович Кенжин Болат Маулетович Саттаров Сапар Слямиянович Мустафин Рахат Кузенбаевич Стюков Сергей Витальевич Журунова Майраш Ахмедиевна(73) Республиканское государственное казенное предприятие Карагандинский государственный технический университет Министерства образования и науки Республики Казахстан(54) ВИБРАЦИОННЫЙ ИСТОЧНИК СЕЙСМИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ(57) Изобретение относится к угледобывающей промышленности,а именно,к шахтным геофизическим исследованиям по выявлению тектонических нарушений в углепородных массивах. 23586 Изобретение относится к угледобывающей промышленности и может быть использовано при проведении шахтных геофизических исследований по выявлению тектонических нарушений в углепородном массиве. Известно устройство для осуществления способа проведения выработок по выбросоопасным пластам. Устройство включает проходческий комбайн с установленным на нем гидравлическим вибрационном возбудителем. В корпусе вибрационного возбудителя устройства установлены поршни со штоками, соединенные с опорными пластинами,которые образуют гидравлические камеры прямого и обратного хода,сообщающиеся с электрогидравлическим распределителем. Управление распределителем осуществляется генератором импульсов и электронным усилителем сигналов. Отраженный акустический сигнал регистрируется сейсмоприемниками, а анализатором спектра определяется частота спектрального максимума акустической эмиссии (АЭ). Этот сигнал проходит через усилитель и корректор и подается на вход генератора импульсов. Установка вибрационного возбудителя в рабочее положение осуществляется золотником (А.с. СССР 1615387, МКП Е 21 5/00,1990). Недостатком этого устройства является невозможность установить координаты и размеры нарушенности массива, а также прерывание контроля за состоянием массива в период передвижки комбайна, что ведет к снижению эффективности мониторинга состояния массива и производительности добычных или проходческих работ. Наиболее близким к заявляемому изобретению является вибрационный источник сейсмических сигналов. Источник содержит возбудитель вибрации, включающий опорную плиту и реактивную массу, электронный блок управления,содержащий последовательно соединенные формирователь управляющего сигнала, регулятор уровня возбуждения и следящую систему, а также датчики ускорения опорной плиты и относительного перемещения опорной плиты и реактивной массы,выходы которых подключены к входам следящей системы (А.с. СССР 949582, МКИ 01 1/14,1982). Недостатком этого устройства является невозможность определения координат и размеров нарушенности массива, что значительно снижает эффект мониторинга и снижает уровень безопасности добычных и проходческих работ. Задача изобретения - обеспечение возможности установления координат и размеров нарушенности углепородного массива. Технический результат изобретения заключается в повышении эффективности мониторинга состояния углепородного массива, повышении уровня безопасности добычных и проходческих работ и их производительности. Вышеуказанное достигается тем, что в следящую систему и систему управления, регистрации и 2 коррекции генерируемых колебаний и отраженных сейсмических волн введены датчик положения генерируемой нагрузки, навигатор, регистратор отраженных волн и установленные в забое геофоны,причем регистратор отраженных волн получает сигналы от датчика положения, навигатора,программатора и геофонов, а регистратор отраженных волн,получая сигналы от программатора, сравнивает их с сигналами от геофонов и навигатора, выдает регистрирующие сигналы на дешифратор и одновременно осуществляет обратную связь с программатором. Предлагаемая схема устройства для сейсмоакустического мониторинга углепородного массива представлена на фиг. 1. Устройство включает базовую машину- это проходческая или выемочная машина, оснащенная объемным гидравлическим приводом, силовой блок, гидравлический блок управления силовым блокоми электронный блок управления и регистрации . Силовой блок вмонтирован непосредственно в стрелу базовой машины и имеет силовой гидравлический цилиндр 1 с рабочими камерами прямого 2 и обратного 3 хода. На штоке гидроцилиндра установлен рабочий инструмент 4,оснащенный датчиком положения генерируемой нагрузки 5. Блок предназначен для генерирования и передачи массиву искусственных механических колебаний с изменяющимися амплитудой, частотой,скважностью и формой импульса. Гидравлический блок управления также располагается на базовой машине на рабочем месте оператора. Он включает ручной трехпозиционный гидравлический распределитель 6, питающийся от объемного гидравлического привода, и электронногидравлический распределитель 7, получающий управляющие сигналы от электронного блока управления и регистрации. Блок предназначен для перераспределения потока жидкости между рабочими камерами силового блока и придания штоку совместно с исполнительным органом, контактирующим с забоем, заданного закона механических колебаний,передаваемых в массив. Электронный блок управления и регистрациисостоит из программатора 8, работающего по заранее составленной программе, сигналы от которого поступают в генератор импульсов 9 и регистратор 10. Генератор преобразует электронные импульсы от программатора в электрические и подает их на электронный усилитель 11. От усилителя сигналы поступают на электрический вход электронно-гидравлического распределителя,который преобразует сигналы в гидравлические и перераспределяет поток жидкости от источника гидравлической энергии между рабочими камерами исполнительного органа. С другой стороны сигнал от датчика положения генерируемой нагрузки 5 подается на вход навигатора 12, где устанавливается текущее положение исполнительного органа по отношению к заранее выбранной трехмерной системе отсчета. 23586 Электронные сигналы от навигатора и программатора передаются в регистратор, где происходит согласование отрабатываемых программатором сигналов с полученными геофонами 13 отраженных сигналов и одновременная привязка их к системе отсчета. Сигналы от регистратора передаются на дешифратор 14, откуда подаются на записывающее устройство 15. В соответствии с изложенным, схема работает следующим образом. При включении ручного гидравлического распределителя 6 в крайнее правое положение рабочая жидкость от источника гидравлической энергии по напорному трубопроводу поступает в поршневую камеру 2 гидроцилиндра, из штоковой камеры жидкость удаляется в сливной трубопровод, таким образом,режущий инструмент внедряется в массив и происходит его разрушение с одновременным перемещением инструмента по площади забоя. При включении программатора сигналы через генератор импульсов и усилитель поступают в электрогидравлический распределитель, который производит перераспределение давления рабочей жидкости между рабочими камерами гидроцилиндра в соответствии с заданной программой. Согласно этого на режущей кромке рабочего органа генерируются механические колебания, которые распространяются в массив и отражаются в нем от различного рода нарушений. Отраженные сигналы регистрируются геофонами,расположенными в массиве. Сигналы, поступающие в регистратор от навигатора, программатора и геофонов, сопоставляются, регистрируются их искажения в каждой точке массива, дешифруются и передаются на запись. Оператор,наблюдающий за ходом технологического процесса, отмечает искажения и принимает решение по дальнейшей обработке забоя. Таким образом, введение в следящую систему и систему управления, регистрации и коррекции генерируемых колебаний и отраженных сейсмических волн датчика положения генерируемой нагрузки, навигатора, регистратора и установление в углепородном массиве геофонов позволяет повысить эффективность мониторинга состояния углепородного массива, обеспечивая при этом возможность установления координат и размеров его нарушенности, повысить тем самым безопасность добычных и проходческих работ в угольной промышленности и их производительность. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Вибрационный источник сейсмических сигналов для мониторинга углепородного массива,включающий возбудитель вибрации, электронный блок управления, содержащий последовательно соединенные формирователь управляющего сигнала, регулятор уровня возбуждения и следящую систему, отличающийся тем, что в следящую систему и систему управления, регистрации икоррекции генерируемых колебаний и отраженных сейсмических волн введены датчик положения генерируемой нагрузки, навигатор, регистратор отраженных волн и установленные в забое геофоны.