171822. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés széntelep fejtésénél az előtér vizsgálatára

3 171822 4 A találmány szerinti eljárás során állandó frekvenciájú és hurok alakú sugárzási karakterisztikával rendelkező hanghullámokat állítunk elő, és a széntelepben hajtott vágat vájvégéről pulzálva a széntelepbe vezetjük, az impulzusadók fázisviszonyait változtatjuk a sugárzási karakterisztika eltérítése érdekében, és a visszavert hanghullámokat a vájvégen vesszük. A találmány szerinti berendezés hurok alakú sugárzási karakterisztika előállítására alkalmas impulzusadókat tartalmaz, amelyek fázistolókon át állandó frekvenciájú pulzáló elektromágneses rezgéseket keltő elektromos impulzuselőállító egységre vannak kapcsolva, továbbá az impulzusadók síkjában hangvevők vannak elhelyezve. A találmány egy célszerű kiviteli alakjánál az impulzusadók képezik egyúttal a hangvevőket is, amennyiben azok kétirányú rezgésátalakítók. A találmány szerinti megoldás előnye, hogy közvetlenül a széntelepbe vezetett állandó frekvenciájú és hurokalakú sugárzási karakterisztikával rendelkező pulzált hanghullámok, azaz a nyalábolt hangimpulzusok hatótávolsága a széntelepben viszonylag nagy. Ez érvényes a visszavert hangimpulzusokra is, úgy hogy az impulzusüzem következtében igen pontos futási időmérés lehetséges. Az impulzusadók fázisviszonyainak változtatásával a sugárnyaláb egyszerűen irányítható és így a vizsgálandó előtér egyenletesen letapogatható. 100 méteres vagy nagyobb vizsgálati mélységek nehézség nélkül elérhetők. Mivel a javasolt intézkedéseket a vájvég felől kell végrehajtani, gyors és nem szakemberek által is elvégezhető nagypontosságú előtérvizsgálat hajtható végre. A találmány tárgyát a továbbiakban kiviteli példa és rajzok alapján ismertetjük részletesebben. A rajzokon az 1. ábra mélyművelésű üzem függőleges metszete, amelynél a széntelep fejtése folyamán előtér vizsgálatot hajtunk végre, a 2. ábra az 1. ábra A—A vonala mentén vett metszet, a 3. ábra az 1. ábra B—B vonala mentén vett metszet, és a 4. ábra a találmány szerinti eljárás foganatosítására szolgáló berendezés tömbvázlata. Az 1—3. ábrán az 1 vágattal és a 2 frontfejtéssel rendelkező mélyművelésű üzem látható. Az 1 vágatot a 3 nyíl, azaz a 4 széntelep irányában hajtják. A vágat hajtásával együtt halad előre a frontfejtés is. Az 1 vágat 5 vájvégen előtér vizsgálatot hajtunk végre, amelyhez az 1—3. ábrákon feltüntetett, a 4. ábrán pedig tömbvázlatban ábrázolt 6 készüléket alkalmazzuk. A 6 készülék állandó frekvenciájú, pulzált, elektromágneses, hangfrekvenciás 8 impulzusokat előállító 7 impulzuselőállító egységet tartalmaz. A 7 impulzuselőállító egységre több, a leírt kiviteli példában három 9 impulzusadó csatlakozik, amelyek hangimpulzusokat szolgáltatnak. A 9 impulzusadókat ugyanazok az impulzusok táplálják. Ennek az a következménye, hogy ezek koherens vagy fázisban eltolt hangimpulzusokat is ki tudnak sugározni. A 9 impulzusadók egyszerű pontsugárzók. A berendezés a visszavert hanghullámok vételére az impulzusadóktól elválasztott 10 hangvevőkkel van ellátva. Ha az impulzusadók kétirányú rezgésátalakítók, egyidejűleg hangvevőkként is szolgálhatnak. A 7 impulzuselőállító egységgel, valamint a 10 hangvevőkkel all futási idő mérőkészülék van csatolva. 5 Az eljárás úgy is végrehajtható, hogy egyidejűleg több, állandó hangfrekvenciájú koherens hangimpulzust állítunk elő. Ezeket hurok alakú 12 sugárzási karakterisztikával rendelkező hangsugárrá nyaláboljuk. Ez a 12 sugárzási karakterisztika az 1. és a 3. ábrán látható. Kis 10 energiájú 13 mellékhurkok is keletkezhetnek, amelyeket az 1. ábrán feltüntettünk, azonban ezeknek a találmány szerinti eljárás szempontjából nincs szerepük. Végeredményben hurok alakú 12 sugárzási karakterisztikával rendelkező nyalábolt hangsugarat sugárzunk ki. Ezt a 15 sugárzási karakterisztikával megfelelően irányítva a 14 előtérbe vezetjük. Eközben, amint a 3. ábrán látható, az egyes 9 impulzusadók hangimpulzusainak monokromatikus hanghullámai között változtatjuk a fázisviszonyokat, és ezáltal a hangsugarat eltérítjük, ami 20 lehetővé teszi a vizsgálandó 14 előtér letapogatását. Nem ábrázoltuk, hogy a reflektált hullámokat irányítottan vesszük a vizsgálandó előtér letapogatása érdekében. 25 A 2. ábrán látható, hogyan lehet három 9 impulzusadót célszerűen elhelyezni. Az alapszabály az, hogy két vagy több 9 impulzusadót egy síkban egymástól (2n +1) X/4 távolságban kell elhelyezni, ahol X a hangimpulzusok hullámhossza a vizsgálandó kőzetben. A 9 30 impulzusadókat az elektromos 15 fázistolókon át (4. ábra) úgy gerjesztjük, hogy az egyes 9 impulzusadókból kiinduló hangimpulzusok szuperponálódásából a feltüntetett 12 sugárzási karakterisztika adódjék. Ha a vételnél az impulzusadó elrendezés síkjában fekvő 10 35 hangvevőket alkalmazzuk, amelyek nem azonosak a 9 impulzusadókkal, akkor ezeket a 10 hangvevőket célszerű úgy elhelyezni, hogy a 9 impulzusadóktól 2n X/4 távolságra legyenek, ahol X szintén a hangimpulzusok hullámhossza a vizsgálandó kőzetben. Szabadalmi igénypontok 1. Eljárás széntelep fejtésénél az előtér vizsgálatára, amelynél egyidejűleg több impulzusadó segítségével hangfrekvenciás hullámokat vezetünk a széntelepbe, a 50 visszavert hanghullámokat hangvevőkkel irányszelektíven vesszük, valamint regisztráljuk, és mérjük a visszavert hanghullámok futási idejét, azzal jellemezve, hogy állandó frekvenciájú és hurok alakú sugárzási karakterisztikával rendelkező hanghullámokat az impulzus-55 adók segítségével a vájvégről pulzálva a széntelepbe vezetjük, továbbá a sugárnyalábot az impulzusadók fázisviszonyainak változtatásával irányítjuk és a visszavert hanghullámokat a vájvégen vesszük. 60 2. Berendezés az 1. igénypont szerinti eljárás foganatosítására, amely több, egyidejűleg működtethető és irányított hangfrekvenciás hullámokat a széntelepbe vezető impulzusadókkal, irányszelektív hangvevőkkel ellátott reflexiós hullám vevőkészülékkel, valamint egy 65 ezzel csatolt futási időmérőkészülékkel rendelkezik, az-2