Регистрация / Вход
Прислать материал

Аппаратура контроля критических напряжений в массиве горных пород

ФИО: Николенко П.В.

Направление: Новые приборы и аппаратные комплексы (У.М.Н.И.К.)

Институт: Горный институт

Кафедра: Кафедра Физики горных пород и геоконтроля

Академическая группа: ст. пр. каф. ФизГео

Повышение безопасности ведения горных работ при подземной разработке месторождений полезных ископаемых является одной из приоритетных задач горной промышленности. Высокий уровень травматизма и смертности на подобных производствах свидетельствует о том, что усилия по созданию средств предупреждения аварий и несчастных случаев на сегодняшний день являются недостаточными. Создание предлагаемого в заявке измерительного комплекса может стать важным звеном в цепочке мероприятий, направленных повышение эффективности и горных работ и снижение влияния негативных проявлений горного давления.

Схема измерительной аппаратуры представлена на рис. 1. Конструктивно комплекс состоит из двух блоков – скважинного и измерительного. Скважинный блок размещается на заданной глубине в измерительной скважине и предназначен для хранения информации о пороге критических напряжений, а также преобразования механических напряжений в электрический сигнал. Измерительный блок представляет собой компактный портативный электронный прибор анализа и регистрации электрического сигнала, поступающего из скважинного блока. Измерительный блок снабжен устройством сигнализации, а также обладает возможностью сохранения данных на внешний носитель. В основе конструкции скважинного блока лежит исследованный автором проекта акустико-эмиссионный эффект памяти в некоторых композиционных материалах. Суть эффекта заключается в том, что подобные материалы способны «запоминать» ранее испытанные напряжения и воспроизводить информацию о них с высокой степенью точности в процессе повторного нагружения в виде резкого всплеска активности акустической эмиссии (АЭ). Описанный эффект позволяет использовать образцы композитов, закрепляемые в массиве, одновременно как в качестве носителей информации о заранее заданном пороге критических напряжений, так и в качестве первичных преобразователей механических напряжений а акустический и далее в электрический сигнал. Кроме того, подобный эффект позволяет значительно повысить точность определения напряжений в массиве пород, по сравнению с существующими аналогами. Пример акустико-эмиссионного эффекта памяти представлен на рис. 2.

4 2 3 1 5

Рисунок 1 – Схема аппаратуры контроля критических напряжений в массиве горных пород: 1- массив горных пород, 2 – измерительная скважина, 3 – скважинный блок с распорным устройством и акустическим преобразователем, 4 – чувствительный элемент из композиционного материала, 5 – портативный электронный блок регистрации и сигнализации

Рисунок 2 – Пример проявления акустико-эмиссионного эффекта памяти в образце текстолита марки ПТК