2019-4-3

 

ISSN 0536-1028 (Print)              ISSN 2686-9853 (Online)  
УДК 622.831.32:681.5.08 DOI: 10.21440/0536-1028-2019-4-24-32

 

Константинов А. В., Гладырь А. В. Проектирование универсальной измерительно-аналитической платформы для исследования состояния породного массива // Известия вузов. Горный журнал. 2019. № 4. С. 24–32. DOI: 10.21440/0536-1028-2019-4-24-32

Введение. В настоящее время все более актуальной становится разработка геоакустических сигнальных систем безопасности ввиду увеличивающегося объема добычных участков на рудниках и высоких скоростей ведения горнодобывающих работ. К таким системам относятся средства локального контроля удароопасности на базе программно-аппаратных средств с использованием геоакустических методов.
Цель работы. Усовершенствование ряда характеристик используемого прибора локального контроля удароопасности «Prognoz L». Предлагаемый подход к проектированию должен предоставлять возможность локации сигналов акустической эмиссии, более широкий спектр рабочих частот и увеличение зоны контроля приконтурного массива. В качестве дополнительных преимуществ предполагается повысить комфорт использования прибора в процессе взаимодействия с графическим интерфейсом, предоставив множество новых функций.
Методология. В работе рассматриваются проектные решения по разработке универсальной измерительно-аналитической платформы для исследования состояния горного массива. Разрабатываемое устройство позиционируется как замена хорошо зарекомендовавшего себя прибора локального контроля удароопасности «Prognoz L», наследующее и расширяющее его функциональные возможности. Создание новой платформы обусловлено рядом ограничений оригинального прибора, построенного на базе микроконтроллера семейства STM32, использующего вычислительное ядро с архитектурой ARM.
Результаты. В рассматриваемом подходе к проектированию прибора локального контроля удароопасности выделяются конструктивная, аппаратная и программная части, каждая из которых является независимой и может быть усовершенствована без необходимости внесения изменений в другие части.
Выводы. Применение указанного подхода позволит определять источник акустической эмиссии, повысить эффективность проводимых измерений и снизить трудоемкость процесса внедрения и усовершенствования отдельных компонентов разработанной системы.

Ключевые слова: породный массив; удароопасное состояние; локальный контроль; акустическая эмиссия; локация; геомеханический мониторинг.

 

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Рассказов И. Ю. Контроль и управление горным давлением на рудниках Дальневосточного региона. М.: Горная книга, 2008.
2. Рассказов И. Ю., Саксин Б. Г., Петров В. А., Просекин Б. А. Геомеханические условия и особенности динамических проявлений горного давления на месторождении Антей // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2012. № 3. С. 3–13.
3. Чебан А. Ю. Совершенствование техники и технологий безвзрывной разработки горных пород: монограф. Хабаровск: ИГД ДВО РАН, 2017. 260 с. 4. Чебан А. Ю. Способ доработки глубокого карьера с применением фрезерных машин // Маркшейдерия и недропользование. 2017. № 4. С. 23–29.
5. Гладырь А. В. Система интеграции микросейсмических и геоакустических данных геомеханического контроля // ГИАБ. 2017. № 6. С. 220–234.
6. Шемякин В. В., Стрижков С. А. Аспекты применения метода акустической эмиссии для мониторинга опасных промышленных объектов // Общие вопросы химической технологии. 2005. № 7. С. 23–26.
7. Баранов С. В. Автоматическое определение длительности сейсмического события в режиме реального времени: сб. статей. М., 2004. № 3.
8. Красовский А. А. Цифровая обработка в zetlab при идентификации параметров сейсмического сигнала // Цифровая обработка сигналов. № 3. С. 70–76.
9. Терешкин А. А., Мигунов Д. С., Аникин П. А., Гладырь А. В., Рассказов М. И. Оценка геомеханического состояния удароопасного массива горных пород по данным локального геоакустического контроля // Проблемы недропользования. 2017. № 1 (12). C. 72–80.
10. Розанов А. О., Цирель С. В. Разработка подхода к решению динамической задачи развития очага разрушения с использованием данных сейсмоакустического мониторинга: мат. VI Всерос. науч. конф. с участием иностранных ученых. Хабаровск, 2017. С. 74–80.
11. Rozanov A. O., Zang A., Wagner C., Dresen G. Acoustic frequency signatures of laboratory fractured rocks. 63rd Conference, European Association of Geoscientists and Engineers, Extended Abstracts, paper P036, 2001.
12. Reches Z., Lockner D. A. Nucleation and growth of faults in brittle rocks // J. Geophys Res. 1994. Nо. 99. P. 18,159–18,174.
13. Backers T., Stephansson O., Rybacki E. Fractography of rock from the new Punch-Through Shear Test // International Conference on Structural Integrity and Fracture (Perth, Australia). 2002. Nо. 39. P. 755.
14. Rozanov A. O. Microseismic event spectrum control and strain energy release in stressed rocks // GEO 2012 10th Middle East Geosciences Conference & Exhibition. 2012. No. 40897. 
15. Backers T., Stanchits S., Dresen G. Tensile fracture propagation and acoustic emission activity in sandstone: The effect of loading rate // International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. 2005. Vol. 7–8. No. 42. P. 1094–1101.
16. Rozanov A. O. Ultrasonic conductivity increase as a precursor of fracture process in rocks // 75th EAGE Conference and Exhibition Incorporating Spe Europec. 2013. No. 17671. P. 6276–6280.
17. Рассказов И. Ю., Мигунов Д. С., Аникин П. А., Гладырь А. В., Терешкин А. А., Желнин Д. О. Геоакустический портативный прибор нового поколения для оценки удароопасности массива горных пород // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2015. № 3. С. 169–179.

Поступила в редакцию 13 февраля 2019 года