Способ контроля напряженного состояния массива горных пород

,80, 1 142 СОЮЗ СОВЕТСКИХшноеннеаеж вар Е 21 С О ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЙ. н Веоесноиу сааемуиъосву ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРГЮ ДЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОЧНРЫТИЙ(46) 30,10.84. Бюл. 11 р 40 (72) Я.А. Бич, В.С. Ямщиков, И.Ш.Коган, Ю.Я. Минин и А.В. Кори (71) Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела (53) 622.35(088.8)(56) 1, Авторское свидетельство СССР 11 р 947421, кл. Е 21 С 39/00 р 1980.2. Авторское свидетельство СССР У 962616, кл. Е 21 С 39/00 р 1981.(54)(57) СПОСОБ КОНТРОЛЯ НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ МАССИВА ГОРНЫХ ПОРОД,включающий измерение ускорения мгно,венных деформаций до момента перемены знака ускорений и сравнение полученной величины ускорения с эталонной, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности контроля путем прогнозирования вида разрушения неоднородного массива, нагружают в статическом режиме оконтуренные щелями разновидности слагаю" щих пород, выделяют породы с преобладанием пластических свойств, реги" стрируют для этих пород в динамичес. ком режиме нагружения ускорения мгновенных деформаций, соответствующие моменту потери устойчивости с проявлением признаков хрупкого разрушения, и наименьшую из полученных величин принимают за эталонную,при этом изме- ренное для всей контролируемой толщимассива ускорение мгновенной Иеормации, превьвпаощее эталонное, соответ"ствует динамическому разрушению, а впротивоположном спучае - спокойномуразрушению. й1121Изобретение относится к горномуделу и предназначено для прогнозирования устойчивости горных выработок,Известен способ контроля напря"5женного состояния массива горныхпород, включающий непрерывную регист.рацию деформации массива и определение промежутка времени до максимумаскорости. мгновенных деформаций 13Однако данный способ не позволяетпрогнозировать вид разрушения горныхпород при потере устойчивости.Наиболее близким по техническойсущности к изобретению является способ контроля напряженного состояниямассива горных пород, включающийизмерение ускорения мгновенных деформаций до момента перемены. знакаускорений и сравнение измереннойвеличины ускорения с эталонной 23,Недостаток способа состоит в невозможности прогнозирования вида разрушения пород под действием напряженийпри потере устойчивости. Между темвид разрушения (динамическое, спокойное) сопровождается различными последствиями и степенью ущерба. Приотсутствии прогнозных сведений о видахразрушения затрудняется выбор необ 30ходимых мер по их предотвращениюили изменению их проявления для снижения вредных последствий.Цель изобретения - повышение эффективности контроля массива путемпрогнозирования вида разрушения в мо-З 5мент потери устойчивости.Поставленная цель достигается тем,что согласно способу контроля напряженного состояния массива горныхпород, включающему измерение ускорения мгновенных деформаций до моментаперемены знака ускорений и сравнениеполученной величины ускорения сэталонной, нагружают в статическомрежиме оконтуренные щелями разновидности слагающих пород, выделяют породы с преобладанием пластическихсвойств, регистрируют для этих породв динамическом режиме нагружения ускорения мгновенных деформаций, соответ ствующие моменту потери. устойчивостис проявлением признаков хрупкого разрушения и наименьшую из полученныхвеличин принимают за эталонную, приэтом измеренное для всей контролируе мой толщи массива ускорение мгновенной деформации, превышающее эталонное, соответствует динамическому 428 1разрушению, а в противоположном ,случае - спокойному разрушению.Повышение эффективности контроля напряженного состояния путем прогнозирования вида разрушения в момент потери усгойчивости базируется на том, что поведение массива под действием напряжений обусловлено характером деформирования всей толщи пород, вскрытой выработкой. Если в массиве имеются породы с преобладанием пластических свойств, то вид разрушения в момент потери устойчивости будет зависеть от скоростного режима изменения напряженного состояния. Динамическое разрушение массива возможно, ,когда ускорение мгновенных деформаций в нем превышает предельное ускорение перехода в неустойчивое состояние с проявлением пластического деформирования. При наличии в массиве нескольких типов пород с преобладанием пластических свойств этим предельным ускорением для массива является минимальное ускорение мгновенных деформаций из всех предельных значений, которые для каждой породы будут различными. Потеря устойчивости хрупких пород протекает с динамическими формами разрушения независимо от скоростных режимов изменения напряженного состояния . Поэтому первоочередным является определение деформационных свойств каждой разновидности пород в статическом режиме нагружения, Для определения деформационных свойств в каждой разновидности слагающих пород перпендикулярно направлению измерения деформаций образуют щели, нагружают оконтуренные ими призмы и измеряют смещение фиксированных в них точек в процессе нагружения. В породах с преобладанием пластических свойств снова образуют щели, нагружают оконтуренные ими призмы в динамическом режиме и регистрируют предельные ускорения мгновенных деформаций момента потери устойчивости с проявлением признаков хрупкого разрушения, Наименьшее из них является границей, начиная с которой при непрерывном измерении ускорений в массиве в случае превышения ее прогнозируют динамическое разрушение . При наличии в массиве только пород с преобладанием хрупких свойств необходимость в динамических испытаЗаказ 7951/26 Тираж 564 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5филиал ППП ".Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Э 11 ниях отпадает в связи с однообразием вида разрушения в динамической форме.Такое выполнение способа позволяет прогнозировать формы проявления горного давления и принимать соответствующие эффективные профилактические меры по предотвращению его вредного воздействия на устойчивость горных выработок. По сравнению с базовым объектом, заключающимся в контроле напряженного состояния по результатам 21428 4измерения деформаций массива, осуществляют дифференцированную оценкувозможных видов раэ руше ния на участ -ках, сложенных породами с различнымидеформационными свойствами. Прогнозпозволит, снизить время простоев,уменьшить затраты на применение профилактических мер за счет правильногоих выбора и сократить объем мероприятий по ликвидации последствий потериустойчивости.