Обоснование и разработка спектрального акустического метода контроля анкерной крепи для обеспечения устойчивости горных выработок

• Автор: Вознесенский, Евгений Александрович
• Шифр специальности: 25.00.20
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 145 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ В ОБЛАСТИ АНКЕРНОГО КРЕПЛЕНИЯ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК И МЕТОДОВ КОНТРОЛЯ ЕГО КАЧЕСТВА
1.1 Анкерное крепление массива горных пород вокруг выработок и виды его нарушения
1.1.1 Виды анкерных крепей, используемых в горном деле и подземном шахтном строительстве
1.1.2 Применение анкерной крепи
1.1.3 Дефекты анкерных крепей и укрепляемых ими участков пород
1.2 Существующие методы и технические средства контроля анкерной крепи
1.3 Выводы и постановка задач исследования
2 УСТАНОВЛЕНИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ОТКЛИКА НА УДАРНОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ АНКЕРНОЙ КРЕПИ С ПОМОЩЬЮ КОМПЬЮТЕРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
2.1 Постановка задачи и описание среды моделирования
2.2 Методика создания и описание компьютерной модели
2.3 Сравнение реального и моделируемого сигналов
2.4 Результаты моделирования отклика анкера при изменении длины его части, погружаемой в массив
2.5 Результаты моделирования отклика анкера, имеющего различное сцепление с массивом
2.6 Моделирование отклика анкера в массиве пород с трещиной различной протяженности и глубины расположения

2.7. Расчет спектрального отклика анкера при прохождении ударного
воздействия через породы кровли
ВЫВОДЫ
3 ПРОВЕДЕНИЕ ЛАБОРАТОРНЫХ И НАТУРНЫХ ЭКСПЕРИМЕНТОВ И ОБОСНОВАНИЕ СПЕКТРАЛЬНОГО АКУСТИЧЕСКОГО МЕТОДА КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА АНКЕРНОГО КРЕПЛЕНИЯ
3.1 Общая характеристика и цели лабораторных и натурных экспериментов
3.2 Лабораторные эксперименты по проверке работоспособности метода
3.2.1 Лабораторная модельная установка и порядок проведения эксперимента
3.2.2 Результаты измерений
3.2.3 Обработка результатов измерений
3.2.4 Анализ результатов распознавания состояния сцепления анкера
с массивом по лабораторным исследованиям на модели
3.3 Проведение натурных модельных экспериментов по определению глубины погружения анкера в грунт со стандартной аппаратурой (ИДС-1)
3.3.1 Учет характеристик преобразователей
3.3.2 Описание эксперимента
3.3.3 Распознавание вида грунта и глубины погружения анкера
3.3.4 Установление закономерностей и вывод уравнения множественной регрессии для расчета глубины погружения анкера по измеренным характеристикам сигналов откликов
3.4 Лабораторные испытания прибора «Анкер-Тест»
3.4.1 Лабораторный модельный стенд и порядок проведения
испытаний прибора «Анкер-Тест»

3.4.2 Методические вопросы интерпретации результатов контроля спектральным акустическим методом при наличии эталонных
спектров откликов качественного анкерного крепления
3.5 Обоснование спектрального акустического метода контроля
качества анкерного крепления
ВЫВОДЫ
4 ОБОСНОВАНИЕ ПРИНЦИПОВ ПОСТРОЕНИЯ И РАЗРАБОТКА АППАРАТУРНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ СПЕКТРАЛЬНОГО АКУСТИЧЕСКОГО МЕТОДА КОНТРОЛЯ АНКЕРНОГО КРЕПЛЕНИЯ
4.1 Технические требования к аппаратуре, лабораторным установкам и методике исследования акустического метода контроля анкерного крепления горных пород вокруг выработок
4.2 Аппаратура для лабораторных исследований
4.3 Аппаратура для натурных исследований ИДС
4.4 Описание прибора контроля анкерной крепи «Импакт-А» и методика проведения измерений
4.4.1 Краткое описание прибора
4.4.2 Программное обеспечение для обработки сигналов
4.5 Прибор для лабораторных и натурных исследований «Анкер-Тест»
4.5.1 Описание прибора
4.5.2 Устройство и работа прибора «Анкер-Тест»
ВЫВОДЫ
5 ИСПЫТАНИЯ МЕТОДА И ПРИБОРОВ КОНТРОЛЯ АНКЕРНОГО КРЕПЛЕНИЯ НА НАТУРНЫХ ОБЪЕКТАХ И РАЗРАБОТКА
МЕТОДИКИ КОНТРОЛЯ
5.1 Натурные испытания прибора «Анкер-Тест» при контроле
анкерного крепления кровли на шахте Новомосковского гипсового
комбината
5.1.1 Место и порядок проведения испытаний прибора «Анкер-Тест»

цию тел и контролем ошибок с использованием разнообразных численных решателей. Для создания и расчета задачи рекомендуется следующая последовательность действий.
1. Выбираем размерность модели, определяем физический раздел в Model Navigator [Навигаторе моделей] (каждому разделу соответствует определенное дифференциальное уравнение) и определяем стационарный или нестационарный анализ температурного поля.
2. Определяем рабочую область и задаем геометрию.
3. Задаём исходные данные, зависимости переменных от координат и времени.
4. Указываем свойства модели и начальные условия.
5. Указываем граничные условия.
6. Задаём параметры и строим сетку.
7. Определяем параметры решающего устройства и запускаем расчет.
8. Настраиваем режим отображения.
9. Получаем результаты.
2.2 Методика создания и описание компьютерной модели
В нашем случае создание модели производится в соответствии с последовательностью действий, описанной в 2.1 [109].
1 Задача решается в осесимметричной постановке с координатами г (радиус) и z (вертикальная координата). Моделируется погружение анкера длиной 1,50 м в массив, начиная с глубины 0,20 м и до 1,40 м. Поскольку интерес представляет изменение скорости смещения во времени, используется режим анализа переходного процесса (transient analysis).
2 Вводятся геометрические параметры элементов модели.
Массив пород (ограничен в пространстве):
- максимальные размеры rmax = 20 м, zmax = 20 м;
- координаты левого нижнего угла г = 0 м; z = -20 м.