Способ определения степени удароопасности массива горных пород

(19) ( И РЕСПУБЛИ 5)4 Е 21 С 3 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Я. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИ(72) В.Н. Опарин, М.В Курленя, Е,И. Шемякин, Г.Ф. Бобров, Ю,С, Кузнецов, И.П. Герви и В,Ф, Сергиенко (71) Институт горного дела СО АН СССР (53) 622.235(088.8)(56) Авторское свидетельство СССР У 750070, кл. Е 21 С 39/00, 1979.Руководство по применению электрометрического метода оценки нарушенности высокопроводящих пород. Новосибирск, 1978, с. 18.(54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТЕПЕНИ УДАРООПАСНОСТИ МАССИВА ГОРНЫХ ПОРОД, включающий определение напряженно- деформированного состояния горных пород вне зоны влияния очистных работ, определение характера изменения упругой энергии массива в зоне концентрации напряжений в процессе ведения очистных работ при помощи геофиэического каротажа и сравнение полученныхзначений, по которым судят о степени удароопасности массива, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повьппения достоверности определения на большихглубинах, дополнительно определяютналичие в глубине массива вторичныхзон концентрации напряжений и соответствующих им зон наведенной трещиноватости и по характеру измененияупругой энергии массива в этих зонахсудят о состоянии массива, причемнеудароопасным считают массив, в котором в процессе очистных работ об"разуются новые вторичные зоны наве- Щденной трещиноватости, а угрожаемым -массив, в котором новых вторичныхзон не образуется и происходит увеличение упругой энергии массива вранее имевшихся вторичных зонах, прн фэтом геофизический каротаж выполняютглубиной не менее трех диаметров выработки. ООИзобретение относится к горномуделу и предназначено для определения степени удароопасности массивагорных пород вокруг горных выработокна больших глубинах. 5Цель изобретения - повышение достоверности определения на большихглубинах.Экспериментально установленочто показателем перехода массива 10в неудароопасное состояние можетслужить наличие двух и более зоннаведенной трещиноватости пород вокруг,горных выработок, Это объясняется механизмом релаксации упругой энергии 15горных массивов путем развития процессов ползучести и пластичности пород,при которых накопленная избыточнаяпотенциальная энергия расходуется наобразование дефектной структуры, пере.20водящей массив на более низкий энергетический уровень, недостаточный дляобразования горных ударов, В этой связи прогнозирование состояния удароопасности участков массивов вокруг 25обнажений предлагается проводить,основываясь на дефектной структурегорных пород и ее развития при попадении этого участка в зону влиянияочистных работ, 30На фиг, 1 - 3 изображены скважина1, геофизический зонд 2, зоны 3 - 6наведенной трещиноватости, зоны 7 - 9концентрации напряжений и графики,поясняющие предлагаемый способ,Способ осуществляют следующим образом.В стенке выработки (фиг. 1) наглубину не менее трех ее диаметроввыбуривают скважину 1, в которую помещают геофизический зонд 2 и осуществляют геофизический каротаж с шагом20-25 см. При этом нижняя граница подлине скважины, равная трем диамет- .рам выработки, выбирается, исходя 45из расчетной области влияния одиночной выработки, при исследованиях поскважинам меньшей длины теряется наиболее важная геомеханическая информация. По результатам каротажа строят 50диаграммы измеряемого геофизическогопараметра у, о диаграмме параметра у, основываясь на известных методиках, определяется местоположениезоны 3 наведенной трещиноватости 55(фиг. 1) в глубине массива и зоны 7концентрации напряжений, а такжеоценивают относительную величину напряжений в зонах их концентрации. Достоверность информации повышается,если скважины бурят веером попереквыработки.По мере попадания прогнозируемогоучастка в область влияния опорногодавления от горных работ геофизический каротаж в скважинах производитсянесколько раз в зависимости от скорости продвижения очистных забоев.По полученным диаграммам параметрау строятся графики распределенияопорного давления вокруг горной выработки, а также наносятся зоны 3и 4 наведенной трещиноватости (фиг.3).Для оценки степени удароопасностина основе изучения напряженно-деформированного состояния пород вокругвыработки используют следующие критерии.На фиксированный момент времени вокруг горной выработки существует какмаксимум одна приконтурная зона 3трещиноватости (фиг, 1) с эпюройгорного давления. При попадании выработки в область опорного давления оточистных работ структура графикане изменяется с монотонным (пунктирным) увеличением значений максимумаопорного давления. В этом случаепрогнозируемый участок массива горныхпород относится к удароопасной категории.На фиксированный момент временивокруг горной выработки существуютпо крайней мере две зоны 3 и ч наведенной трещиноватости (фиг2), закоторыми следуют зоны 7 и 8 концентрации напряжений, При попадании выработки в область опорного давленияот приближающегося очистного забояструктура графика распределения давления не меняется с одновременнымростом максимумов опорного давления.В этом случае прогнозируемый участокотносится к категории, угрожаемой поудароопасности,На фиксированный момент времени вокруг горной выработки существуют по крайней мере две зоны 3 и ч наведенной трещиноватости, за которыми следуют зоны 7 и 8 концентрации напряжений. При попадании выработки в область опорного давления от приближающегося очистного забя структура графика распредепения давления изменяется за счет появления новых зон 5 и 6 наведенной тр щцноватос186798 3ти (фиг, 3) и, соответственно, зон концентрации давления, причем возможно уменьшение максимумов опорных г.2 Составитель К. Лыковдактор М. Бланар Техред М. Надь ррект Самборская Тираж 481сударственного комитетам изобретений и открытийква, Ж Раушская наб писное 4/5 филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4 6519/36 ВНИИПИ Г по дел 113035, Мо4давлений в зонах 7 " 9. В этом случае прогнозируемый участок относится к категории неудароопасного.