О принципах ультразвуковой структурной диагностики приконтурного массива с использованием шумовых зондирующих сигналов

Abstract

Рассмотрены достоинства и недостатки методов импульсного ультразвукового (УЗ) прозвучивания и каротажа при оценке структурных неоднородностей и напряженного состояния массива в окрестностях горных выработок. Отмечено, что переход от импульсных к непрерывным шумовым УЗ сигналам со средним равным нулю и ограниченным спектром позволяет увеличить базы контроля за счет повышения закачиваемой в массив энергии и более эффективного возбуждения пьезоэлектрических преобразователей. Показано, что извлечение искомой информации о структурных особенностях приконтурного массива может базироваться на анализе взаимной и автокорреляционной функций ультразвуковых шумовых сигналов, прошедших исследуемый участок массива. Приведены аналитические выражения указанных функций, учитывающие частотноизбирательные свойства электроакустического тракта УЗ измерений, который рассматривается как линейная система с коэффициентом передачи, аналогичным фильтру нижних частот, крутизна которого зависит от степени поврежденности геосреды. Обоснованы энергетические, амплитудные, временные и частотные информативные параметры УЗ корреляционного метода геоконтроля. Представлены возможные схемы его реализации применительно к решению задач выявления границы основной и непосредственной кровли, наличия расслоений на этой границе, а также степени однородности и нарушенности пород кровли.