RU2359125C1

RU2359125C1 - Procedure for mechanical strength tests of rock samples and device for performing this procedure

Info

Publication number: RU2359125C1
Application number: RU2007133739/28A
Authority: RU
Inventors: Александр Сергеевич Вознесенский (RU); Александр Сергеевич Вознесенский; Андрей Владимирович Корчак (RU); Андрей Владимирович Корчак; Владимир Лазаревич Шкуратник (RU); Владимир Лазаревич Шкуратник; Владимир Александрович Вознесенский (RU); Владимир Александрович Вознесенский; Михаил Николаевич Тавостин (RU); Михаил Николаевич Тавостин
Priority date: 2007-09-10
Filing date: 2007-09-10
Publication date: 2009-06-20
Also published as: RU2007133739A

Abstract

FIELD: mining.

SUBSTANCE: invention can be implemented for mechanical strength tests of rock. The essence of the invention is as follows: samples are loaded and simultaneously parametres of acoustic emission are measured; also measuring of parametres of acoustic emission is performed by two independent measuring channels, each of them records signals of acoustic emission incoming from corresponding to it and not interfering with another region of the sample; further there is calculated coefficient of correlation between values of parametres of acoustic emission recorded in the first and the second measuring channels within the ranges of the same moving time window; moment of change of sign of correlation coefficient from positive to negative is determined, and mechanical strength in the sample corresponding to this moment is accepted as strength of fore-destruction of rock.

EFFECT: facilitating early diagnosis of ultimate condition of rock corresponding to loss of strength at compression.

2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к горному делу и предназначено для определения напряжения предразрушения горной породы, то есть для ранней диагностики ее предельного состояния, соответствующего потере прочности при сжатии.The invention relates to mining and is intended to determine the pre-fracture stress of a rock, that is, for early diagnosis of its ultimate state, corresponding to a loss of compressive strength.

Известен способ механических испытаний образцов на прочность, заключающийся в том, что образец нагружают в испытательной установке и измеряют параметры акустической эмиссии, по которым судят о прочности, при этом на рабочую часть образца предварительно устанавливают шунты и перед акустоэмиссионными испытаниями нагружают образец с шунтами с усилием, превышающим усилие разрушения образца [1].A known method of mechanical testing of samples for strength, which consists in the fact that the sample is loaded in a test setup and the acoustic emission parameters are measured, which are used to judge the strength, while shunts are pre-installed on the working part of the sample and the sample is loaded with shunts before the acoustic emission tests, exceeding the fracture force of the sample [1].

Недостатком известного способа является низкая надежность определения прочности, связанная с отсутствием однозначной связи между параметрами акустической эмиссии и прочностью.The disadvantage of this method is the low reliability of determining the strength associated with the lack of a clear relationship between the parameters of acoustic emission and strength.

Известно устройство для определения прочности горных пород, содержащее корпус, ударник, установленный в корпусе с возможностью возвратно-поступательного движения и снабженный пьезокерамическим элементом, генерирующим при ударах электрические импульсы, амплитуда которых пропорциональна реакции горной породы на удар, электромагнит с обмоткой, подключенной к батарее конденсаторов, временной интервал заряда и разряда которой задается подключенным к ней пультом управления [2].A device is known for determining the strength of rocks, comprising a housing, a drummer mounted in the housing with the possibility of reciprocating motion and equipped with a piezoceramic element that generates electrical impulses during impacts, the amplitude of which is proportional to the reaction of the rock to impact, an electromagnet with a winding connected to a capacitor bank , the time interval of the charge and discharge of which is set by the control panel connected to it [2].

Недостатком известного устройства, принятого авторами за аналог, является низкая достоверность определения прочностных параметров, обусловленная нестабильными контактными условиями взаимодействия ударника и исследуемой горной породы. Кроме того, известное устройство обеспечивает получение информации о прочности только приповерхностного слоя и не позволяет оценить прочность всего объема контролируемого образца.A disadvantage of the known device, adopted by the authors as an analogue, is the low reliability of determining the strength parameters due to unstable contact conditions for the interaction of the impactor and the rock under study. In addition, the known device provides information on the strength of only the surface layer and does not allow to evaluate the strength of the entire volume of the controlled sample.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ механических испытаний образцов горных пород на прочность, включающий нагружение образцов и одновременное измерение параметров акустической эмиссии [3], который принят авторами за прототип.Closest to the technical nature of the present invention is a method of mechanical testing of rock samples for strength, including loading the samples and the simultaneous measurement of acoustic emission parameters [3], which is adopted by the authors as a prototype.

В указанном способе-прототипе нагружение образцов осуществляют ступенчато с фиксированным значением нагрузки, образцы выдерживают при каждом фиксированном значении нагрузки в течение времени спадания параметров акустической эмиссии до стабилизированного значения, выявляют первый локальный максимум параметров акустической эмиссии, по которому определяют предел длительной прочности материала, и выявляют скачкообразное увеличение стабилизированного значения акустической эмиссии, по которому определяют предел прочности материала при сжатии.In the specified prototype method, the loading of samples is carried out stepwise with a fixed value of the load, the samples are maintained at each fixed value of the load during the time that the acoustic emission parameters fall to a stable value, the first local maximum of the acoustic emission parameters is determined, which determine the long-term tensile strength of the material, and reveal an abrupt increase in the stabilized value of acoustic emission, which determines the tensile strength of the material under compression.

Недостатком известного способа является то, что он не позволяет определять напряжение предразрушения горной породы, то есть осуществлять раннюю диагностику ее предельного состояния, соответствующего потере прочности при сжатии.The disadvantage of this method is that it does not allow to determine the pre-fracture stress of the rock, that is, to carry out early diagnosis of its ultimate state, corresponding to the loss of compressive strength.

Наиболее близким по технической сущности к устройству для осуществления предлагаемого способа является принятое авторами за прототип устройство для механических испытаний горных пород на прочность, содержащее идентичные измерительные каналы, состоящие из последовательно соединенных акустического преобразователя, предварительного усилителя, фильтра и основного усилителя, первый и второй блоки памяти, коммутатор и регистратор [4].The closest in technical essence to the device for implementing the proposed method is the authors accepted for the prototype device for mechanical testing of rocks for strength, containing identical measuring channels, consisting of a series-connected acoustic transducer, pre-amplifier, filter and main amplifier, the first and second memory blocks , switch and recorder [4].

Недостатком известного устройства является то, что оно не позволяет определять напряжение предразрушения горной породы, то есть осуществлять раннюю диагностику ее предельного состояния, соответствующего потере прочности при сжатии.A disadvantage of the known device is that it does not allow to determine the pre-fracture stress of the rock, that is, to carry out early diagnosis of its ultimate state, corresponding to a loss of compressive strength.

В данной заявке решается задача создания надежного способа определения напряжения предразрушения горной породы и устройства для его осуществления.This application solves the problem of creating a reliable method for determining the pre-fracture stress of a rock and a device for its implementation.

Для решения поставленной задачи в способе механических испытаний образцов горных пород на прочность, включающем нагружение образцов и одновременное измерение параметров акустической эмиссии, это измерение осуществляют по двум независимым измерительным каналам, каждый из которых регистрирует сигналы акустической эмиссии, поступающие из соответствующей ему и не перекрывающейся с другой области образца, вычисляют коэффициент корреляции между значениями параметров акустической эмиссии, зарегистрированными в первом и втором измерительных каналах в пределах одного и того же скользящего временного окна, определяют момент изменения знака коэффициента корреляции с положительного на отрицательный, а напряжение, соответствующее этому моменту, принимают за напряжение предразрушения горной породы.To solve the problem in the method of mechanical testing of rock samples for strength, including loading the samples and simultaneously measuring the parameters of acoustic emission, this measurement is carried out through two independent measuring channels, each of which registers acoustic emission signals coming from its corresponding and not overlapping with the other areas of the sample, calculate the correlation coefficient between the values of the parameters of acoustic emission recorded in the first and second measure nyh channels within one and the same sliding time window, determine the time of the correlation coefficient changes sign from positive to negative, and the voltage corresponding to this point is taken as the voltage prefracture rock.

Для решения поставленной задачи устройство, содержащее идентичные измерительные каналы, состоящие из последовательно соединенных акустического преобразователя, предварительного усилителя, фильтра и основного усилителя, первый и второй блоки памяти, коммутатор и регистратор, дополнительно снабжено блоками измерения параметров акустической эмиссии, первый из которых включен между основным усилителем первого канала и первым блоком памяти, а второй - между основным усилителем второго измерительного канала и вторым блоком памяти, последовательно соединенными блоком вычисления коэффициента корреляции и нуль-органом, подключенным к управляющему входу коммутатора, задатчиком временных интервалов, связанным со вторыми входами блоков памяти, выходы которых подключены к соответствующим входам блока вычисления коэффициента корреляции, последовательно соединенными датчиком осевого давления и блоком измерения напряжений, связанным через сигнальный вход коммутатора с регистратором.To solve this problem, a device containing identical measuring channels, consisting of a series-connected acoustic transducer, pre-amplifier, filter and main amplifier, the first and second memory blocks, a switch and a recorder, is additionally equipped with blocks of acoustic emission parameters measurement, the first of which is connected between the main the amplifier of the first channel and the first memory unit, and the second between the main amplifier of the second measuring channel and the second memory unit, after connected by a correlation coefficient calculation unit and a null-organ connected to the control input of the switch, a time interval adjuster associated with the second inputs of the memory blocks, the outputs of which are connected to the corresponding inputs of the correlation coefficient calculation unit, connected in series with the axial pressure sensor and the voltage measurement unit, connected through the signal input of the switch with the registrar.

Способ механических испытаний образцов горных пород на прочность и устройство для его осуществления иллюстрируются фиг.1 и 2, где на фиг.1 представлена схема устройства, реализующего предлагаемый способ, а на фиг.2 - зависимости от времени t осевых напряжений σ, активности акустической эмиссии

регистрируемой по первому и второму измерительным каналам, а также коэффициента корреляции r параметров акустической эмиссии, регистрируемых по первому и второму измерительным каналам, и знака этого коэффициента корреляции.The method of mechanical testing of rock samples for strength and the device for its implementation are illustrated in figures 1 and 2, where figure 1 shows a diagram of a device that implements the proposed method, and figure 2 - dependence on time t axial stresses σ, acoustic emission activity

recorded by the first and second measuring channels, as well as the correlation coefficient r of acoustic emission parameters recorded by the first and second measuring channels, and the sign of this correlation coefficient.

Схема, представленная на фиг.1, включает последовательно соединенные акустический преобразователь 1, предварительный усилитель 2, фильтр 3, основной усилитель 4, блок 5 измерения параметров акустической эмиссии и первый блок 6 памяти, которые образуют первый измерительный канал 7; последовательно соединенные акустический преобразователь 8, предварительный усилитель 9, фильтр 10, основной усилитель 11, блок 12 измерения параметров акустической эмиссии и второй блок 13 памяти, которые образуют второй измерительный канал 14; задатчик 15 интервала Т времени определения коэффициента корреляции, подключенный к входам первого блока 6 памяти и второго блока 13 памяти, выходы которых подключены к входам блока 16 вычисления коэффициента корреляции, связанного через нуль-орган 17 с управляющим входом коммутатора 18; датчик 19 осевого давления, который через блок 20 измерения напряжения подключен к сигнальному входу коммутатора 18 и через него - к регистратору 21. Акустические преобразователи 1, 8 размещены на образце 22 горной породы, который помещен между плитами 23, 24 нагружающего устройства. При этом зона 25 приема сигналов акустической эмиссии акустическим преобразователем 1 и зона 26 приема сигналов акустической эмиссии акустическим преобразователем 8 не перекрываются между собой.The circuit shown in FIG. 1 includes a series-connected acoustic transducer 1, a pre-amplifier 2, a filter 3, a main amplifier 4, an acoustic emission parameter measuring unit 5, and a first memory unit 6 that form the first measuring channel 7; a series-connected acoustic transducer 8, a pre-amplifier 9, a filter 10, a main amplifier 11, an acoustic emission parameter measuring unit 12 and a second memory unit 13 that form a second measuring channel 14; a controller 15 of the time interval T for determining the correlation coefficient, connected to the inputs of the first memory unit 6 and the second memory unit 13, the outputs of which are connected to the inputs of the correlation coefficient calculation unit 16, connected through the null organ 17 to the control input of the switch 18; the axial pressure sensor 19, which is connected through a voltage measuring unit 20 to the signal input of the switch 18 and through it to the recorder 21. Acoustic transducers 1, 8 are placed on a rock sample 22, which is placed between the plates 23, 24 of the loading device. Moreover, the zone 25 of receiving acoustic emission signals by the acoustic transducer 1 and the zone 26 of receiving acoustic emission signals by the acoustic transducer 8 do not overlap.

Описанное устройство может быть реализовано как аппаратным, так и аппаратно-программным путем.The described device can be implemented both in hardware and in hardware-software way.

На фиг.2 представлены графики зависимостей от времени t: график 27 осевых напряжений σ с точкой 28 максимального значения осевых напряжений, которое представляет собой предел прочности σ_пч, и точкой 29, напряжение в которой представляет собой напряжение предразрушения σ_пр; графики 30 и 31 активности акустической эмиссии

регистрируемой по первому (толстая линия) и второму (тонкая линия) измерительным каналам соответственно; график 32 изменения коэффициента корреляции r и график 33 изменения знака коэффициента корреляции sign(r). Кроме того, на фиг.2 отмечены текущий момент 34 времени t_i с интервалом 35 времени T, за который вычисляется коэффициент корреляции, а также момент 36 времени t₀ перехода знака коэффициента корреляции r от положительного к отрицательному значению, регистрируемый нуль-органом 17.Figure 2 presents graphs of the dependences on time t: a graph of 27 axial stresses σ with a point 28 of the maximum value of axial stresses, which is the tensile strength σ _pc , and point 29, the stress at which is the prefracture stress σ _pr ;

graphs

30 and 31 of acoustic emission activity

recorded on the first (thick line) and second (thin line) measuring channels, respectively; graph 32 of the change in the correlation coefficient r and graph 33 of the change in the sign of the correlation coefficient sign (r). In addition, in Fig. 2, the current moment 34 of the time t _{i is} indicated with an interval 35 of the time T for which the correlation coefficient is calculated, as well as the moment 36 of the time t _{0 of the} transition of the sign of the correlation coefficient r from positive to negative, recorded by the null organ 17.

Предлагаемый способ базируется на известной двухстадийной модели разрушения твердых тел. Согласно этой модели при нагружении твердых тел в области допредельного деформирования накопление микротрещин происходит равномерно по всему объему. При этом отдельные части образца, представляя единое целое, деформируются схожим образом. Характер изменения параметров акустической эмиссии в различных частях образца совпадает, а коэффициент корреляции параметров акустической эмиссии, зарегистрированных по двум каналам, имеет положительное, достаточно высокое значение. По мере роста концентрации трещин после достижения определенного порога происходит их кластеризация. При этом образец разбивается на отдельные структурно не связанные между собой области, испытывающие различные уровни напряжений. Образование трещин в высоконапряженной области приводит к снижению в ней напряжений и перемещению этой высоконапряженной области по пространству образца. Область разрушения мигрирует по объему образца вместе с перемещением высоконапряженной области. В результате этих процессов увеличение акустической эмиссии в одной области будет сопровождаться уменьшением в другой, чему будет соответствовать отрицательный знак коэффициента корреляции параметров акустической эмиссии, регистрируемой в различных не перекрывающихся между собой пространственных зонах.The proposed method is based on the well-known two-stage model of the destruction of solids. According to this model, during loading of solids in the region of pre-limit deformation, the accumulation of microcracks occurs uniformly throughout the volume. Moreover, the individual parts of the sample, representing a single whole, are deformed in a similar way. The nature of the change in the parameters of acoustic emission in different parts of the sample coincides, and the correlation coefficient of the parameters of acoustic emission recorded through two channels has a positive, rather high value. As the concentration of cracks increases after a certain threshold is reached, they cluster. In this case, the sample is divided into separate structurally unrelated areas experiencing different levels of stress. The formation of cracks in a high-stress region leads to a decrease in stresses in it and the displacement of this high-stress region over the space of the sample. The fracture region migrates along the sample volume along with the displacement of the highly stressed region. As a result of these processes, an increase in acoustic emission in one region will be accompanied by a decrease in another, which will correspond to the negative sign of the correlation coefficient of the parameters of acoustic emission recorded in various non-overlapping spatial zones.

Способ механических испытаний образцов горных пород на прочность реализуется следующим образом.The method of mechanical testing of rock samples for strength is implemented as follows.

Образец 22 горной породы помещают между плитами 23, 24 нагружающего устройства (условно не показано). Помещенный между плитой 23 и образцом 22 горной породы датчик 19 осевого давления на своем выходе формирует сигнал, который подают на блок 20 измерения напряжений.A rock sample 22 is placed between the plates 23, 24 of the loading device (not shown conditionally). The axial pressure sensor 19 placed between the plate 23 and the rock sample 22 generates a signal at its output, which is supplied to the stress measuring unit 20.

В верхней части образца 22 горной породы размещают акустический преобразователь 1, а в нижней - аналогичный преобразователь 8. Затем производят увеличение нагрузки Р на плиты 23, 24, которые передают ее на образец 22 горной породы. При этом увеличивается осевое напряжение образца 22 горной породы, что отражается графиком 27 на фиг.2. Акустическим преобразователем 1 принимают сигналы акустической эмиссии из области 25, усиливают предварительным усилителем 2, фильтруют в заданной полосе частот фильтром 3, усиливают основным усилителем 4. При этом коэффициенты усиления усилителей 2, 4 и полосу пропускания фильтра 3 подбирают таким образом, что они обеспечивают прием сигналов акустической эмиссии только из ограниченной области 25. Подбор необходимых коэффициента усиления усилителей 2, 4 и полосы пропускания фильтра 3 осуществляют известными способами, например с использованием возбуждаемого в центре образца 22 заданного тестового сигнала. По полученным с выхода основного усилителя 4 электрическим сигналам с помощью блока 5 измерения параметров акустической эмиссии определяют конкретные значения этих параметров, например активности акустической эмиссии

представляющей собой количество импульсов акустической эмиссии в единицу времени. Последовательность этих значений во времени образует график 30. Эти значения записываются в блок 6 памяти. Акустическим преобразователем 8 принимают сигналы акустической эмиссии из области 26, усиливают предварительным усилителем 9, фильтруют в заданной полосе частот фильтром 10, усиливают основным усилителем 11. При этом коэффициенты усиления усилителей 9, 11 и полосу пропускания фильтра 10, входящих во второй измерительный канал 14, подбирают так же, как было описано выше для первого измерительного канала 7. По полученным с выхода основного усилителя 11 электрическим сигналам с помощью блока 12 измерения параметров акустической эмиссии определяют конкретные значения этих параметров, например активности акустической эмиссии

Последовательность этих значений во времени образует график 31. Эти значения записывают в блок 13 памяти. Задатчик 15 временных интервалов устанавливает интервал 35 времени T, за который производится вычисление коэффициента корреляции r. Этот интервал T отсчитывается от момента 34 t_i времени последнего текущего измеренного значения параметра акустической эмиссии.An acoustic transducer 1 is placed in the upper part of the rock sample 22, and a similar transducer 8 is placed in the lower part. Then, the load P is increased on the plates 23, 24, which transfer it to the rock sample 22. This increases the axial stress of the rock sample 22, which is reflected in the graph 27 in figure 2. The acoustic transducer 1 receives acoustic emission signals from region 25, amplifies it with a pre-amplifier 2, filters it in a given frequency band with a filter 3, amplifies it with a main amplifier 4. Moreover, the amplification factors of amplifiers 2, 4 and the passband of filter 3 are selected in such a way that they provide reception acoustic emission signals only from a limited area of 25. The selection of the necessary gain of amplifiers 2, 4 and the passband of filter 3 is carried out by known methods, for example, using using a predetermined test signal excited in the center of the sample 22. Based on the electrical signals received from the output of the main amplifier 4, using the unit 5 for measuring acoustic emission parameters, specific values of these parameters are determined, for example, acoustic emission activity

representing the number of pulses of acoustic emission per unit time. The sequence of these values over time forms a graph 30. These values are recorded in the memory unit 6. The acoustic transducer 8 receives acoustic emission signals from region 26, amplifies it with a pre-amplifier 9, filters it in a given frequency band with a filter 10, amplifies it with a main amplifier 11. Moreover, the amplification factors of amplifiers 9, 11 and the passband of filter 10 included in the second measuring channel 14, they are selected in the same way as described above for the first measuring channel 7. According to the electrical signals received from the output of the main amplifier 11, using the unit 12 for measuring the parameters of acoustic emission, determine specific values of these parameters, for example, acoustic emission activity

The sequence of these values over time forms a graph 31. These values are recorded in the memory unit 13. The controller 15 time intervals sets the interval 35 time T, for which the calculation of the correlation coefficient r. This interval T is counted from the time 34 t _{i of the} time of the last current measured value of the acoustic emission parameter.

В тех случаях, когда измерения параметров акустической эмиссии производятся дискретно через определенный промежуток времени (на чертежах не показан), интервал времени Т определяет количество n пар отсчетов параметров акустической эмиссии (например, активности

регистрируемой соответственно преобразователями 8 и 9. Эти n пар отсчетов берутся для вычисления коэффициента корреляции r, соответствующего текущему моменту 28 времени t_i. Коэффициент корреляции r между одноименными параметрами акустической эмиссии, регистрируемой преобразователями 8 и 9, определяется по формулеIn those cases when the parameters of acoustic emission are measured discretely after a certain period of time (not shown in the drawings), the time interval T determines the number n of pairs of samples of parameters of acoustic emission (for example, activity

recorded respectively by converters 8 and 9. These n pairs of samples are taken to calculate the correlation coefficient r corresponding to the current time moment 28 t _i . The correlation coefficient r between the same parameters of acoustic emission recorded by the transducers 8 and 9, is determined by the formula

где n - количество отсчетов параметров акустической эмиссии за интервал времени T;where n is the number of samples of acoustic emission parameters for the time interval T;

- j-е отсчеты параметра акустической эмиссии (например, активности акустической эмиссии

регистрируемой внутри интервала времени Т преобразователями 8 и 9 соответственно;

- j-th samples of the acoustic emission parameter (for example, acoustic emission activity

recorded within the time interval T by converters 8 and 9, respectively;

- средние значения параметра акустической эмиссии (например, активности акустической эмиссии

регистрируемой внутри интервала времени Т преобразователями 8 и 9 соответственно.

- average values of the acoustic emission parameter (for example, acoustic emission activity

recorded inside the time interval T by converters 8 and 9, respectively.

Таким образом, на выходе блока 16 измерения коэффициента корреляции получают последовательность значений этого коэффициента во времени, которая отражена на графике 32. Эти значения подают на нуль-орган 17, который на своем выходе в момент 36 t₀ времени вырабатывает управляющий сигнал при переходе значений коэффициента r от положительных величин к отрицательным. Этот сигнал дает команду коммутатору 18 на пропуск сигнала с блока 20 измерения напряжений на блок регистрации. Таким образом, в блоке 21 регистрации будет записано искомое значение механического напряжения 29 предразрушения σ_пр.Thus, at the output of the correlation coefficient measuring unit 16, a sequence of values of this coefficient in time is obtained, which is reflected in graph 32. These values are applied to the zero-organ 17, which, at its output at 36 t ₀ time, generates a control signal when the coefficient values transition r from positive to negative. This signal instructs the switch 18 to skip the signal from the voltage measuring unit 20 to the registration unit. Thus, the desired value of stress prefracture 29 is written to the register unit 21 σ _pr.

Представленные на фиг.2 экспериментальные результаты были получены при реализации описанного выше способа механических испытаний на прочность образцов угля. При этом значение напряжения предразрушения σ_пр, как это следует из фиг.2, составило 60,9 МПа, а значение предела мгновенной прочности σ_пч - 62,7 МПа.Presented in figure 2, the experimental results were obtained by implementing the above method of mechanical testing the strength of coal samples. When this voltage value σ prefracture _straight, as it follows from Figure 2, was 60.9 MPa, and an instantaneous value of the limit strength σ _nq - 62.7 MPa.

Таким образом, предложенный способ и устройство для его осуществления позволяют решить задачу определения напряжения предразрушения, не переводя образец в запредельную область деформирования, где он разрушается.Thus, the proposed method and device for its implementation can solve the problem of determining the stress of pre-failure, without transferring the sample to the transcendental region of deformation, where it is destroyed.

Источники информацииInformation sources

1. Авторское свидетельство СССР №879373, кл. G01N 3/00.1. USSR Copyright Certificate No. 879373, class. G01N 3/00.

2. Патент Украины №7310, кл. G01N 3/02.2. Patent of Ukraine No. 7310, cl. G01N 3/02.

3. Авторское свидетельство СССР №1809053, кл. Е21С 39/00.3. Copyright certificate of the USSR No. 1809053, class. E21C 39/00.

4. Патент Российской Федерации №2105301, кл. G01N 29/14.4. Patent of the Russian Federation No. 2105301, cl. G01N 29/14.

Claims

1. Способ механических испытаний образцов горных пород на прочность, включающий нагружение образцов и одновременное измерение параметров акустической эмиссии, отличающийся тем, что измерение параметров акустической эмиссии осуществляют по двум независимым измерительным каналам, каждый из которых регистрирует сигналы акустической эмиссии, поступающие из соответствующей ему и не перекрывающейся с другой области образца, вычисляют коэффициент корреляции между значениями параметров акустической эмиссии, зарегистрированной в первом и втором измерительных каналах в пределах одного и того же скользящего временного окна, определяют момент изменения знака коэффициента корреляции с положительного на отрицательный, а механическое напряжение в образце, соответствующее этому моменту, принимают за напряжение предразрушения горной породы.1. The method of mechanical testing of rock samples for strength, including loading the samples and simultaneously measuring the parameters of acoustic emission, characterized in that the measurement of parameters of acoustic emission is carried out through two independent measuring channels, each of which registers acoustic emission signals coming from its corresponding and not overlapping with another region of the sample, calculate the correlation coefficient between the values of the parameters of acoustic emission recorded in the first and the second measuring channels within the same moving time window, determine the moment the sign of the correlation coefficient changes from positive to negative, and the mechanical stress in the sample corresponding to this moment is taken as the rock pre-fracture stress.

2. Устройство для механических испытаний образцов горных пород на прочность, содержащее идентичные измерительные каналы, состоящие из последовательно соединенных акустического преобразователя, предварительного усилителя, фильтра и основного усилителя, первый и второй блоки памяти, коммутатор и регистратор, отличающееся тем, что оно снабжено блоками измерения параметров акустической эмиссии, первый из которых включен между основным усилителем первого канала и первым блоком памяти, а второй - между основным усилителем второго измерительного канала и вторым блоком памяти, последовательно соединенными блоком вычисления коэффициента корреляции и нуль-органом, подключенным к управляющему входу коммутатора, задатчиком временных интервалов, связанным со вторыми входами блоков памяти, выходы которых подключены к соответствующим входам блока вычисления коэффициента корреляции, последовательно соединенными датчиком осевого давления и блоком измерения напряжений, связанным через сигнальный вход коммутатора с регистратором. 2. A device for mechanical testing of rock samples for strength, containing identical measuring channels, consisting of a series-connected acoustic transducer, pre-amplifier, filter and main amplifier, the first and second memory blocks, a switch and a recorder, characterized in that it is equipped with measurement blocks acoustic emission parameters, the first of which is connected between the main amplifier of the first channel and the first memory unit, and the second - between the main amplifier of the second channel and the second memory unit, connected in series by the correlation coefficient calculation unit and a null-organ connected to the control input of the switch, by a time slider associated with the second inputs of the memory blocks, the outputs of which are connected to the corresponding inputs of the correlation coefficient calculation unit, connected in series with the axial sensor pressure and voltage measuring unit, connected through the signal input of the switch with the registrar.