Регистратор электромагнитных и акустических сигналов для мониторинга изменений напряженно-деформированного состояния горных пород

• Автор: Федотов, Павел Иванович
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 144 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение

1. Анализ изученности проблемы

1.1. Об источниках и механизмах генерирования электромагнитных

сигналов

1.2. Закономерности генерирования электромагнитных сигналов

1.3. Параметры регистрируемых электромагнитных сигналов

1.4. Аппаратура для измерения электромагнитных сигналов при

механоэлектрических преобразованиях в горных породах

1.4.1. Регистраторы РВИНДС
1.4.2. Анализаторы импульсного потока серии АИП
1.4.3. Аппаратура для индикации участков с повышенной
геодинамической активностью горных пород и грунтов типа «АНГЕЛ»
1.4.4. Регистраторы электромагнитных импульсов типа РЭМИ
2. Исследования закономерностей изменения параметров
механоэлектрических преобразований в образцах горных пород
2.1. Установка для исследования ЭМС конденсированных сред с
пьезоэлектрическим излучателем
2.2. Установка для исследования ЭМС конденсированных сред с
возбуждением акустических импульсов ударом шарика
2.3. Исследование закономерностей изменения параметров
электромагнитных сигналов от длительности и амплитуды акустического возбуждения и геометрических размеров образцов
2.4. Исследование влияния электрофизических и магнитных свойств горных пород на амплитуду ЭМС при акустическом

возбуждении
2.5. Исследование ЭМС природных слоистых структур
2.5.1. Петрографическое описание исследуемых образцов
2.5.2. Исследование параметров ЭМС при акустическом возбуждении
образцов серпентинита с изменяющейся слоистостью
2.6. Технические условия на разработку и изготовление
регистратора электромагнитных и акустических сигналов гетерогенных материалов
3. Автономный полевой регистратор электромагнитных и
акустических сигналов
3.1. Устройство и работа регистратора
3.1.1. Состав регистратора РЭМС
3.1.2. Работа регистратора
3.1.3. Устройство и работа блока сбора информации
3.1.4. Калибровка приемного тракта канала измерения электромагнитного поля (ЭМП)
3.1.5. Калибровка канала измерения магнитной составляющей
электромагнитного поля (ЭМП)
3.1.6. Калибровка канала измерения электрической составляющей
электромагнитного поля (ЭМП)
3.2. Принимающие датчики электромагнитных и акустических
сигналов
3.2.1. Выносной емкостный приемник ДЕП
3.2.2. Выносной индукционный приемник ДИП
3.2.3. Акустический приемник АП
3.3. Рабочие условия эксплуатации регистратора
3.4. Технические характеристики регистратора
3.5. Подготовка регистратора к работе и его запуск для измерений
3.6. Режим перезаписи в компьютер
4. Апробация работы регистратора РЭМС-1 в лабораторных и

4.1.
4.1.1.
4.1.2.
4.2.
4.2.1.
4.2.2.
4.2.3.
натурных исследованиях
Апробирование работы регистратора РЭМС-1 при исследовании ЭМЭ горных пород в лабораторных
экспериментах
Установка для исследования параметров электромагнитных сигналов и характеристик электромагнитной эмиссии при
одноосном сжатии образцов горных пород
Исследования электромагнитной эмиссии образцов горных
пород при одноосном сжатии
Мониторинг электромагнитной эмиссии на Таштагольском
железорудном месторождении
Условия апробации работы регистратора в шахтном поле
Таштагольского рудника
Выявление участков шахтного поля с наибольшей эмиссионной
способностью ЭМС
Исследования изменений характеристик ЭМЭ при проведении массовых технологических взрывов на Таштагольском
железорудном месторождении
Выводы
Литература
Приложение

повышенной геодинамической активностью горных пород и грунтов. Индикация выполняется на основе регистрации сигналов от датчиков-преобразователей электромагнитных или сейсмоакустических полей в электрические колебания, с выделением сигналов, связанных с изменением напряженно-деформированного состояния горных пород и грунтов. Аппаратура может применяться в горных выработках, в том числе опасных по газу и пыли. В шахтных условиях комплекс используется для прогноза удароопасности участков массива и контроля устойчивости горных пород. Аппаратура выполняет прием и селекцию информации о сигналах, поступающих от внешнего устройства (датчика-преобразователя), оценку обобщенных параметров, сравнение их с критическими, а также запись результатов оценки в память для вывода на компьютер и документирования. Относится к переносной аппаратуре индивидуального использования.
Технические данные:
1. Регистрируемые частоты: 10 - 50 кГц.
2. Питание комплекса производится от встроенного аккумуляторного блока номинальным напряжением 7,2 В.
3. Ток потребления: не более 45 мА.
4. Время непрерывной работы (до перезарядки аккумуляторов): не менее 20 ч.
5. Время сохранения данных - не менее 100 час.
6. Время установления рабочего режима - не более 30 сек.
7. Интерфейс связи с компьютером - последовательный 118-232С.
8. Управление работой - программное, по командам оператора с функциональной клавиатуры.
9. Блок регистрации имеет возможность самотестирования.
Комплекс состоит из следующих составных частей:
1. Блок регистрации (БР) «Ангел».
2. Приемная антенна (ПА).
3. Преобразователь акустической эмиссии (ПАЭ)