Способ определения напряжений в массиве горных пород

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 59611 О ЯО,(51)5 Е 21 С 39 РЕТЕНИЯ ИЗО ОП иксимакс,Омакс дЕ максма ецио максцмальнь 1 и льный размеры посечецця полости; грева поверхности- соответств ц мцнима перечного- время на шпура. и разрушен и ми действу юСкорост с величин зависимост породы связаныщцх напряжений тмакс 2) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Московский горный институт(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЙ В МАССИВЕ ГОРНЫХ ПОРОД (57) Изобретение относится к горному делу. Цель - повышение точности определения максимальных напряжений. Из выработки Изобретение относится к горному делу и предназначено для определения напряженного состояния массива горных пород.Цель изобретения - повышение точности определения максимальных напряжений.Способ осуществляют следующим образом.Из выработки перпендикулярно ее оси бурят шпур и осуществляют нагрев его поверхности по всей длине шпура в течение заданного промежутка времени, Нагрев осуществляют, например, с помощью нагревателей типа ТЭН 20 В 16/1 С 110 в течение 30 мин, Нагрев поверхности шпура интен сифицирует ее разрушение под действием тектонических игравитационных сил. В ре зультате в массиве образуются полости, причем размеры поперечного сечения образованных полостей зависят от величины и направления главных напряжений, действующих в массиве, Измеряют размеры попереч. ,ных сечений полостей по длине шпура, вы., деляют сечение с наибольшим максималь-, ным размером и измеряют расстояние от данного сечения до устья шпура. Данное расперпендикулярно ее осц бурят шнур, Нагревают поверхность шпура по всей его длине в течение заданного промежутка времени. В результате нагрева поверхность шпура разрушается и образуются полостц. Измеряют размеры поперечных сечений полости. Выделяют сечение с наибольшим максимальным размером. Измеряют расстояние от данного сечения до устья шнура. Для выделенного сечения измеряют его максимальный н минимальный размеры, Определяют но ццм максимальную ц минимальную скорости разрушения породы. По полученным даццым определяют величину н положение максимальных напряжений в массиве. 3 табл. тояние соответствует положениюальных напряжений в массиве. Для выделенного поперечного сечения полости измеряют его максимальный н минимальный размеры, по которым, с учетом времени нагрева, определяют максимальную о ц минимальную омам скорости разрушения породы в направлениях действия максимального ц минимального напряжений., Скорости разрушения определяют по фор- мулам(3) Таблица Номер сечения1 2 3 45 6 7 8 9 Размер поперечногосечения, мм Максимальный1 иаксМинимальный1,4 д 54 65 84 84 80 80 78 78 78 48 50 54 54 53 53 53 53 53 Таблица 2 Номер сечения2 3 4 5 6 7 8 Скорость разрушения породы мм/ч 9 Максимальнаяат. к ваксМинимальнаяЧ нин 10 21 40 40 36 36 34 34 34 4 6 10 10 . 9 9 9 9 9 Таблица 3 11 1, 2 3 4 5 6 7 8 9 Номер сечения Величина максимальных напряжений, Мйа 22,5 31,5 36 36 36 36 34 34 34 где ока, и а, - соответственно значЕниямаксимального и минималь-; ного действующего напряжения.В случае, когда максимальное напряжение определяется действием тектонических сил, а минимальное - действием гравитационных снл (оааа=уН, где у - плотность пород, Н - глубина залегания выработки), данный способ позволяет определить величину максимальных напряжений По значениям размеров поперечного сечения и времени нагрева 1=30 мин определили скорость разрушения породы по формулам (1). Величина напряжения от действия гра витационных сил равна о=уН, где 7 - плот. ность пород, для апатито-нефелиновых пород - у=3,0 10 н/м, Н - глубина залегания исследуемого массива пород, для рассматриваемого случая Н=ЗОО м,Таким образом, напряжения от действия гравитационных сил в исследуемом массиве Пример, На руднике на горизонте+460 миз штрека пробурен шпур диаметром 44 мм.на глубину 3 м, равную ширине выработки. Нагрев горной породы в шпуре осуществлен 5,лосредством нагревателей типа ТЭН 20 В 16//1 С 110, расположенных по длине шнура,в течение 30 мин. После нагрева измеряли размеры каждого поперечного сечения, расположенного по глубине шпура через каждые 20 см с последующим определением максимального и минимального размеров поперечного сечения. Результаты измерений при;ведены в табл. 1. с Результаты определения. о приведены втабл. 2. горных пород равны ак=З 104 3 10==9,0 МПа,Величина максимальных напряженийопределена из соотношения (3),, Результаты вычислений максимальных35961 ОИз табл, 3 следует, что максимальныенапряжения действуют на глубине 60 -120 см между сечениями 3 - 6, лФормула изобретения 15 Данный способ позволяет повысить тбт-. ность определения напряжений в массиве за счет образования полостей разрушения более правильной формы,Способ определения напряжений в массиве горных пород, включающий бупение шпура, образование в массиве полостей 1 тугем разрушения поверхности шнура и измерение максимального и минимального размеров поперечного сечения образованных по- остей,. отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения максималь. ных напряжений, разрушение поверхности шпура производят путем ее нагрева по всей длине шпура в течение заданного промежутка времени, выделяют сечение с наибольшим максимальным размером, определяют для него максимальную и минимальную скорости разрушения породы, измеряют расстояниЕ от данного сечения до устья шпура и определяют величину и положение максима пьных напряжений в массиве по полученным данным.Составитель К. Лыков Редактор М. Недолуженко Техред А. Кравчук Корректор С. Черни Заказ 2899 Тираж 389 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретейиям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб д. 4/5 Производственно. издательский комбинат еПатенг, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101