Способ определения прочности горных пород

(19) (Ю ПИСАНИЕ ИЭ 0 ЬРЕт К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ва горных пород и регистрацию усилия при разрушении испытуемого участка, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения точностиопределения прочностных свойствмассива горных пород в условиях егонапряженного состояния и на разныхрасстояниях от стенки выработки,стенки скважины на каждом испытуемомучастке нагружают до значений фактических напряжений в данной частимассива, при этом каждый испытуемыйучасток ограничивается с обоих торцов соосными со скважиной цилиндрическими выемками одинакового диаметра, превышающего диаметр скважины,после чего к одной из торцовых площадок испытуемого участка параллельнооси скважины прикладывают усилие доего разрушения, определяют площадьповерхности разрушения и пределпрочности при сдвиге. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Восточный научно-исследовательский институт по безопасности работ в горной промышленности (72) А, Н. Умрихин, В. М. Неборский и А. А. Умрихин(56) Авторское свидетельство СССР Иф 1071751, кл. Е 21 С 39/00, 1982,Авторское свидетельство СССР 9 562655, кл. Е 21 С 39/00, 1977.Протодъяконов М, М. Методы исследования прочности горных пород, применяемые в СССР, Сб, "Разрушение и механика горных пород"- М,: Госгортехиздат, 1962, с. 351-352. (54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОЧНОСТИ ГОРНЬИ ПОРОД в массиве, включающий радиальное нагружение стенок скважины испытуемого участка массйф и 4 Е 21 С 39/00 С 01 Н 3/08123196 го участка массива. Площадь этой поверхности определяется выражениемз =пе,где 8 - площадь поверхности разру шения;Р - диаметр круговой торцовойплощадки, образованной награнице испытуемого участкацилиндрической соосной сква жине выемкой;- расстояние между круговымиторцовыми площадками испытуемого участка.Пределы прочности на сдвиг на 15 каждом участке определяются поформуле Способ осуществляется следующим20образом П р и м е р. По оси штрека бурят скважину 1 диаметром 42 мм, в которой из встречной выработки на рас 25 стоянии 15 м от забоя штрека устанав ливают гидравлический датчик с начальным давлением 10 МПа, соответствующим гидростатическому давлению горных пород на данной глубине. По мере приближения штрека к датчику регистрируется давление в нем, которое изменяется с расстоянием 3 м от забоя до подсечки датчика исполнительным органом комбайна. Затем за- З 5 бой останавливают и на расстояниях Х, 0,3 м, х = 1,4 м, Хэ = 2,15 м, Х 4 3 м и Х -" 4 м от забоя в скважц; не 1 цилиндрическими выемками. 2 диаметром 80 мм ограничивают участки 3 40 длиной Й70 мм, На каждом из участков сначала стенки скважины нагружаются с помощью гидропатрона, подобного упоминавшемуся гидродат, - чику, до ранее замеренньи на данных 45 расстояниях. значений б, т.е до 0,8; 5; 7,4 и 1 О МПа соответственно. Затем гидродомкратом производится сдвиг участка 3 с регистрацией усилия Р, прилагаемого к задней круго вой торцовой площадке 4 в направлении к передней площадке вдоль оси скважины. Разрушение горной породы происходит по вполне определенной поверхности, а именно по цилиндричес кой поверхности, соединяющей края одинаковых круговых торцовых площадок, расположенных на границах испытываемо6 ф 1 гб ) откуда Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при определении прочности горных пород в массиве прилегающем к контуру горной выработки.Цель изобретения - повышение точности определения прочностньж свойств массива горных пород на разных расстояниях от стенки выработки и в условиях его напряженного состояния. На фиг. 1 изображена схема размещения испытуемых участков по длине скважины 1 на фиг, 2 - схема радиаль" ного нагружения участка; на фиг. 3 - схема определения предела прочности при сдвиге со сжатием; на фиг. 4- паспорт прочности для пласта впе" реди выемочного штрека. Р7 РХТакже благодаря наличию на границах испытуемых участков круговых торцовых площадок обеспечивается и вполне определенная направленность разрушающего усилия, прилагаемого к одной торцовой площадке в сторону другой, по отношению к поверхности разрушения, а именно параллельно этой поверхности. Для этого по экспериментальным значениям средних нормальных напряжений б и соответиствующим нм пределам прочности на сдвиг о строится график, представляющий для данной горной породы огибающую предельных кругов Мора. Коэффициент сцепления К определяется как отрезок, отсекаемый огибающей на оси(8=0), предел прочности при одноосном сжатии 6- как диаметр круга, проходящего через начало координат и касательного к огибающей, предел прочности,при одноосном растяжении др - как отрезок, отсекаемый на. оси отрицательных бп продолжением графика огибающей, коэффициент внутреннего трения Сдпри любом напряженном состояниц " как отношение ьь к ь 4 . По тем же экспериментальным значениям ь, ии названные параметры паспорта прочности горной породы в массиве могут быть получены расчетом. Для этого необходимо аппроксимировать график огибающей соответствующим образом, Например, при аппроксимации огибаю" щей в виде прямой имеем уравнение Кулона1213196 где о,Далее Эатем Составитель Г. Алексеевадактор О. Головач Техред,М.Гергель Корректо яско 2/44 Тираж 470НИИПИ Государственного компо делам изобретений и от035, Москва, 3-35, Раушска каэ Подписноеета СССРытийнаб д. 4/5 ап ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектн- предел прочности на сдвигбез сжатия (стенка выработки).ь г-две1 1д я оПо экспериментальным значениямди с (крестики, фиг, 4) строятчасть графика огибающей предельныхкругов (сплошная линия), котораязатем экстраполируется в обе стороны(пунктирная линия). По полученномупаспорту определяют следующие показатели: