CC BY
20
- © А.М. Голосов, 2014
УДК 622.236
А.М. Голосов
ИССЛЕДОВАНИЕ АКУСТИЧЕСКОЙ ЭМИССИИ В ОБРАЗЦАХ ГОРНОЙ ПОРОДЫ*
Представлены результаты экспериментальных исследований акустической эмиссии в образцах горной породы. Проведено сопоставление результатов деформационного и акустического методов контроля состояния образцов горных пород. Ключевые слова: акустическая эмиссия, предвестники разрушения, деформация.
Входе эксперимента испыты-вался образец дацита с соотношением высоты к диаметру равным
Рис. 1. Установка датчиков на боковую поверхность образца
двум [1] (высота 128 мм и диаметр 64 мм) (рис. 1).
При подготовке к эксперименту необходимо предварительно задать параметры регистрирующей аппаратуры:
• способ фиксации сигнала (по времени поступления/по достижению пиковой амплитуды);
• максимальное время нарастания сигнала;
• максимальную длительность сигнала;
• скорость распространения звука в материале;
• линейные размеры образца и относительное расположение датчиков.
В ходе эксперимента производится одноосное нагружение, с постоянным коэффициентом увеличения до достижения предела прочности.
Рис. 2. Интенсивность АЭ излучения
* Работа выполнена при поддержке ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы (Государственный контракт № 14.740.11.1214).
В ходе эксперимента производилось снятие линейных деформаций с боковой поверхности образца, а так же акустико-эмис-сионные (АЭ) данные.
Результирующий график интенсивности акусти-ко-эмиссионного излучения представлен на рис. 2.
На графике видно, что до достижения 168 МПа интенсивность АЭ излучения незначительно, а при достижении этого значения произошел всплеск интенсивности. После этого всплеска интенсивность опускается до небольших величин. Перед разрушением наблюдается еще несколько всплесков интенсивности АЭ излучения.
Для анализа полученных
Рис. 3. Сравнение деформационной кривой и интенсивность АЭ излучения
АЭ данных наложим на данный график кривую объемных деформаций в центральной части образца (рис. 3).
Из графика видно, что первый всплеск совпадает с порогом дилатан-сии, т. е. долгосрочным предвестником разрушения образца горной пород [2].
Дальнейшее положительное приращение объемных деформаций сопровождается незначительными всплесками АЭ излучения, свидетельствующими о постепенном нарастании количества дефектов.
При достижении напряжения 216 МПа количество дефектов до-
стигает определенного критического значения, и образец входит в фазу предразрушения.
Этапы формирования меозтре-щинной структуры в предразрушаю-щей области определяются средне- и краткосрочным предвестниками разрушения [2]. Они сопровождаются двумя всплесками АЭ излучения на 217 и 224 МПа.
Фиксация этапов формирования мезотрещинной структуры геоакустическим методом подтверждает их связь с трещинообразованием в образце горной породы.
1. Козловский А.Э., Бойцова В.В. Механические свойства материала. Методы испытания. - Иваново: ИПХТУ, 2009. - 60 с.
_ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
2. Гнитиенко В.В. Особенности деформирования образцов горных пород в пред-разрушающей стадии нагружения. - М., 2011. - 12 с. ans
КОРОТКО ОБ АВТОРЕ_
Голосов Андрей Михайлович - аспирант, e-mail: a-dune@mail.ru, Инженерная школа Дальневосточного Федерального Университета.
UDC 622.236
RESEACH OF ACOUSTIC EMISSION IN ROCK SAMPLES
GolosovA.M., Graduate Student, e-mail: a-dune@mail.ru, Engineering School of Far Eastern Federal University.
The results of experimental research of acoustic emission in rock samples are presented. Comparison of results of deformative and acoustic control methods are presented. Key words: acoustic emission, harbingers of fracture, defomation.
REFERENCES
1. Kozlovskii A.E., Boitsova V.V. Mekhanicheskie svoistva materiala. Metody ispytaniya (Mechanical properties of materials. Test methods), Ivanovo: IGKhTU, 2009, 60 p.
2. Gnitienko V.V. Osobennosti deformirovaniya obraztsov gornykh porod v predrazrushayushchei stadii nagruzheniya (Features of deformation of rock specimens at pre-failure stage), Moscow, 2011, 12 p.
- ОТДЕЛЬНЫЕ СТАТЬИ
ГОРНОГО ИНФОРМАЦИОННО-АНАЛИТИЧЕСКОГО БЮЛЛЕТЕНЯ
(ПРЕПРИНТ)
ИССЛЕДОВАНИЕ МНОГОКРИТЕРИАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ШАХТНЫМ ВЕНТИЛЯТОРОМ МЕСТНОГО ПРОВЕТРИВАНИЯ
Маслов Иван Петрович - начальник производства Кузбасского регионального горного
центра охраны труда, старший преподаватель,
Семыкина Ирина Юрьевна - кандидат технических наук, доцент,
директор института энергетики КузГТУ, доцент Томского политехнического университета, e-mail: siyu.eav@kuzstu.ru, arinasemykina@gmail.com,
Киселев Алексей Викторович - аспирант, ассистент кафедры, e-mail: medved_2k@mail.ru, Евстратов Андрей Эдуардович - аспирант, ассистент кафедры, e-mail: eaegemf@mail.ru, Кузбасский государственный технический университет им. Т.Ф. Горбачева.
Приведена концепция многокритериальной системы автоматического управления для электропривода шахтного вентилятора местного проветривания, обеспечивающей соответствие состава рудничной атмосферы требованиям правил безопасности, в основу которой положен принцип взвешивания. Система предполагает наличие частотно-регулируемого электропривода вентилятора и интеграцию информационных сигналов с системой аэрогазового контроля. Вычислительные исследования работоспособности предложенной системы управления произведены в соответствии с математической моделью, реализованной в Matlab/Simulink, а экспериментальные исследования выполнены на установке УПП-1, производства «ВостЭКО» по технической документации экспериментального завода «ВостНИИ».
Ключевые слова: вентилятор местного проветривания, безопасность горных работ, регулируемый электропривод, преобразователь частоты, система автоматического управления, экспериментальные исследования.
RESEARCH OF A MULTICRITERIAL AUTOMATIC CONTROL SYSTEM OF LOCAL VENTILATION FAN FOR MINES
Maslov I.P., Production Manager of Kuzbass Regional Mining Center of Labor Protection, Senior Lecturer,
Semykina I.Yu., Candidate of Technical Sciences, Assistant Professor, Director of the Energy Institute
of KuzSTU, Assistant Professor of National Research Tomsk Polytechnic University,
Kiselev A.V., Graduate Student, Assistant of Chair, e-mail: medved_2k@mail.ru,
Evstratov A.E., Graduate Student, Assistant of Chair, e-mail: eaegemf@mail.ru,
T.F. Gorbachev Kuzbass State Technical University.
The article describes the concept of a multicriterial automatic control system for electric drive local ventilation fan for mines providing conformity of the mine atmosphere composition to safety regulations, which is based on the principle of weighing. The system presupposes frequency-controlled electric drive of fan and the integration of information signals with the air-gas control system. The computational research of efficiency of the proposed automatic control system produced in accordance with a mathematical model implemented in the Matlab / Simulink, and the experimental research performed by setting the UPP-1, produced by «VostEKO» to the technical documentation for the pilot plant «VostNII».
Key words: local ventilation fan, mine safety, controlled electric drive, frequency converter, automatic control system, experimental research.
