Способ измерения напряжений горных пород

(46) 30,08.83, Бюл. В 32 (72) М.И.Шпоркин и Г.А.Соболев (71) Институт физики Земли им. О.Ю.Шмидта(56) 1. Кораблев А.А. Современные методы и средства для изучения напряженного состояния массива горных пород. М., Наука, 1969, с,93-1012. Н.Яыо 1 К Яйхеэз-вопЫогМд нунциев Еог еаг 1 Ьццаке рге 61 сМ 1 оп. Телега.Те)с, 1974, р. 1-17; (прототип) .(54)(57) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕ ГОРНЫХ ПОРОД, включающий образован измерительной щели, установку и не чувствительного элемента, заполнен 1 НИЙ ие й ия ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ ИСАНИЕ И ВТОРСИОМУ СВИД цели со стороны свободной поверхности затвердевающим веществом и проведение измерений, о т л и ч аю щ и йс я тем, что, с целью повышения чувствительности измерений, одну иэ стенок измерительной цели соединяют со свободной поверхностью скважиной, чувствительный элемент помещают в тороидальную пневматическую оболочку, при этом установку чувствительного элемента вместе с пневматической оболочкой в измерительной щели производят в зоне расположения скважины, после чего подают гаэ под давлением в пневматическую .оболочку и заполняют зазор между чувствительным элементом и стенкойФ измерительной. щели путем подачи эатвердевающего вещества через скважину.1038901 ВНИИПИ Заказ 6225/53 Тираж 710 ПодписноеМ филиал ППП "Патент ф, г.ужгород, ул. Проектная,4 Изобретение относится к измерениюмеханических напряжений горных пород и может быть использовано длярегистрации вариаций напряжений Земли прн прогнозе землетрясений, атакже для измерения напряжений вподземных горных выработках при разработке профилактических мер борьбы с горными ударами и выбросамигорных пород.Иэвестен способ измерения деформаций горных пород, при которомвводят датчики в щель горной породы, а затем увеличивают давлениедо величины превышающей давлениегорных пород в неразгруженном состоянии 1 3.Наиболее близким к предлагаемому является способ измерения напряжений в массиве горных пород, включающий образованиеизмерительной щели, установку в ней чувствительного элемента, заполнения щели состороны свободной поверхности затвердевающим веществом и проведение измерений. Измерения производятся после затвердевания заполняющего щель вещества 2 ).Однако известные способы имеютнедостаточную чувствительность, вызванную тем, что затвердевающее ве-щество образует в измерительной ще. ли монолитный блок, сопротивляющийся деформациям стенок измерительной щели и уменьшающий тем самымамплитуду смещений стенок, воспри- .нимаемых чувствительным элементом.Кроме того, при измерении вертикальной составляющей напряжений оказывается трудноосуществимым созданиенадежного контакта между чувствительным элементом и верхней стенкойщели,Цель изобретения - повышение.чувствительности при измерении напряжений горных пород.Поставленная цель достигается темчто в способе изйерения напряженийгорных пород, включающем образование измерительной щели, устайовкув ней чувствительного элемента, за.полнение щели со стороны свободнойповерхности затвердевающим веществоми проведение измерений, одну из стенок измерительной щели соединяютскважиной,со свободной поверхностью,чувствительный элемент помещают в тороидальную пневматическую оболочкупри этом установку чувствительногоэлемента вместефс пневматической обо.лочкой в измерительной щели производят в зоне расположения скважины,после чего подают газ под давлением в пневматическую оболочку и заполняют зазор между чувствительным элементом и стенкой измерительной щелипутем подачи затвердевающего вещества через скважину..5 На чертеже показана схема реализации способа.Чувствительный элемент 1 установлен в измерительной щели 2 и заклю. - .чен в тороидальную пневматическую 10 оболочку 3. Заполнение затвердевающим веществом объема, образованного между пневматической оболочкой,чувствительным элементом и стен- .кой измерительной щели осуществляют 15 через соединительную скважину 4.Образованная после затвердеванияконтактная поверхность 5 обеспечивает надежный контакт чувствительного элемента с горной породой б,Способ реализуется следующимобразом.На нижнюю стенку измерительнойщели помещают контактное вещество,каким может быть бетонная массй, 5 например жесткая плита (возможныи другие типы контактного вещества). Контактное вещество .располагают под скважиной 4; пробуренноймежду свободной поверхностью и полостью щели 2. Затем чувствительный З 0 элемент 1 помещают в тороидальнуюпневматическую оболочку 3, огибающую его по торцам, и устанавливают в измерительную щель. Послеустановки чувствительного элемента, 35 заключенногь.в пневматическую оболочку в щель, создают избыточноедавление газа в пневматической оболочке, обеспечивая контакт оболочкис обеими стенками щели. После обес" 40 печения фиксации чувствительногоэлемента в щели через пробуреннуюскважину 4 заливают затвердевающеевещество в зазор между чувствительным элементом, пневмооболочкой истенкой измерительной щели. При этомобеспечивается надежный контакт стенок измерительной щели с чувствительным элементом,в то время, какостальной объем измерительной ще ли остается незаполненным и затвер"девающее вещество не препятствует.деформации стенок щели, что в своюочередь повышает чувствительностьспособа.Использование предлагаемого способа позволяет определять слабыеизменения напряжений за счет .повышения чувствительностиизмерений и,в конечном итоге, увеличивать надежность результатов наблюдений в 60 сейсмопрогностических исследованиях.