Ультразвуковой метод

Ультразвуковой метод предназначен для определения упругих свойств, трещиноватости и напряженного состояния горных пород в массиве. Комплекс аппаратуры для выполнения исследований ультразвуковым методом позволяет проводить необходимые измерения в шпурах и скважинах в условиях как подземных, так и открытых горных работ. В частности ультразвуковой метод широко используется для оценки удароопасности. Физические принципы решения указанных задач основаны на применении инвариантных физических величин – скоростей упругих волн, реагирующих как на вариации напряженного состояния, так и на структурные особенности (трещины) массива пород. Внешний вид комплекса показан на рис.

                                    а)                                                                 б)

Внешний вид комплекса «Ультразвук» (а), проведение измерений в подземном руднике «Ковдорслюда» (б)

В состав комплекса входят: пневматические зонды, регистрирующий прибор, вспомогательное оборудование (досылочные штанги, кабели и пневмошланги). 

В качестве выходных параметров ультразвуковых измерений используют пространственные распределения и временные изменения скоростей продольных и поперечных волн Vp, Vs, км/с и амплитуд сигналов Aотн, Аб, скоростей Vpо, Vsо в образцах, а также их статистическое распределение.

Схемы измерений ультразвуковым методом могут быть различными в зависимости от решаемых задач:

а) комбинированная «прозвучивание-каротаж» по трехточечной схеме на продольных и поперечных волнах (рис. а);

б) акустический каротаж по одиночным скважинам на продольных и поперечных волнах (рис. а, б);

в) низкочастотное прозвучивание на больших базах до 15 м на продольных и поперечных волнах (рис. в);

г) многопрофильный акустический каротаж по одиночным скважинам на продольных и поперечных волнах на высоких частотах и малых базах (до 0,1м) (рис. г);

д) измерения по керну скважин разного типа.

Основные схемы измерений комплексом «Ультразвук».

Ниже приведен график распределения скорости продольной волны с использованием трехточечной схемы акустического каротажа в одиночной скважине.

График прохождения скорости продольной волны в исследовательской скважине в карьере рудника «Железный», ОАО «Ковдорский ГОК».