ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Является результатом научно-исследовательской работы. Определение категории удароопасности методами регистрации свечения пород.

Общая характеристика прибора.

Прибор предназначен для обнаружения и исследования опасных по горным ударам локальных участков массивов горных пород в условиях глубоких рудников методами измерений с поверхностей горных выработок (при включенном освещении) и скважин. Целью исследований является установление степени удароопасности напряженно-деформированных состояний участков массивов.

Прибор состоит из двух блоков: датчика-детектора и регистратора-пульта,
рис. 1.

Для неискаженной передачи импульсов с выхода датчика на вход регистратора сигнал передается через коаксиальный радиочастотный кабель РК-50 Ом, рис. 2.

Предварительные исследования выполнялись с помощью макетов приборов, рисунок 3.

Предварительные исследования выполнялись с помощью макетов приборов.

Чувствительные элементы для регистрации фотонной эмиссии горных пород.

Для регистрации ФЭ пород в натурных условиях используются чувствительные селективные элементы, фотоэлектронные умножители.

В настоящее время ФЭУ являются наиболее высокочувствительными оптическими детекторами, предназначенными для преобразования фотосигналов в электрические сигналы. Как усилитель ФЭУ имеет наиболее высокое отношение сигнал-шум. Коэффициент усиления ФЭУ равняется 10 ^-7-10 ^-8. Разрешающая способность при счете фотонов равна 2-10 нс. За такой короткий промежуток времени через ФЭУ может проходить импульс, инициированный всего 1-10 фотонами.

Использование бесконтактных детекторов, высокочувствительных к динамическим изменениям участков пород, позволило создать оперативные способы прогноза удароопасности массива горных пород. Характеристики ФЭУ-83 и ФЭУ-112 представлена на рис. 3.

Датчик-детектор прибора ИФЭ-1М может регистрировать оптические сигналы в диапазоне 100-1200 нм. Результаты измерений обрабатывают в следующей последовательности:

· из значений отсчетов числа импульсов в единицу времени вычитают уровень темновых шумов ФЭУ, выставленных перед началом измерений при закрытой крышке детектора;

· полученные отсчеты переводят в единицы мощности излучения;

· при измерении стрелочным индикатором результат определяют по формуле Ф _е= mЧb, где m - число делений шкалы; b - предел чувствительности;

· при измерении цифровым индикатором:

,

где n - число регистрируемых импульсов; h-количество фотонов в импульсе; e_ф -энергия фотона в диапазоне пропускания светофильтра (или в диапазоне максимальной чувствительности ФЭУ; t - время регистрации.

Принципиальные электрические схемы блоков ИФЭ приведены в других ИЛ.

Рис. 1 Функциональная схема прибора

Рис. 2. Схема электрическая соединений

Освещенность относит. единицы

Освещенность относит. единицы

Температура

Рис. 3. Счетные и токовые рабочие характеристики фотоэлектронных умножителей:
1 - ФЭУ-83; 2 - ФЭУ-112