Способ определения расслоений в кровле выработок

) (И) 1)5 г. 21 С 39/ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ВТОРС КОМ ВИДЕТЕЛ обрете тносится к горно контролягорных выр делу и пре расслдиваю значена кровель т1 Р ок 1 ель изобретениямативности способа, Способ осуществляютом. шен фо о л р ба удара и измеряют час ний. На участке, где расслоение, имеют ме ту этих к а ложено гибные о измплитуда котоот соотколебания,рых значител ветствующих тата и ли аютсяв колеимеющизнака анийм расамет ровли на уча лоений. По д ивают границ е, не вым пр оны р слоения, опреГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельс гво СССР11 ф 1536213, кл. С 01 С 3/6, 1987.Глушко Н.Т., Ямщиков В,С.,Яланский А.А: Геофизический контрольв шахтах и тоннелях. - и.: Недрд,1987, с. 234-236., В КРОВЛЕ ВЫ РА ВП Т(1 К(57) Изобретение относится к горномуделу. ель - повышение инФормативноВ кровле контролируемой горной ыработки возбуждают упругие колебаия путем нанесения механического сти способ, . В кровле горной цырдботки воз 6 ужддкт изгибш(е колебдцця. Паих амплитуде и чдстоте устдцдвли -вдюг Форму расслоения. Н.меряют резан;1 цсцую чдстоту 11 зг 116 ц 111 х колебдцийотслоившегося слоя (С). Пригруждют Срднцамерцо рдсцреде;еццай цдгрузкой,ля этого ц С раснер 1(вьюг отверстиеи 11 дгцегдкп в полость между основнойкровлей и С воздух шш в 1 ду. Измеряютвеиицу мдксимдльцого прагибд С отдополцгеленой 1 гдгру 1 кц, Но получен -цым ддццым рдссч 1 т 1 в:1 кг галщицу С сут(стом (11 ормь рдсс 1 осци 51 1 резоцдцсцойчдсготы изгибцых кое 6 дцш слоя, велич 11 цы и 1 ксимдз 1 ьцаго црогц 6 д и эначения цдгрузки, 1 з. ц, Ф - лы. деляют его форму и измеряют резонансную частоту изгибцых колебдний огслоившегося слоя. Затем дополнительно пригруждю отслоившийся слой равномерно рдс 1 еделенной нагрузкой. 1 ля этого в слое просверливают отверстие и нагнетают в полость между ос.нонной кровлей и отслоившимся слоем воздух или воду при некотором постоянном давлении, Измеряют величину максимального прогиба слоя от дополнительной нагрузки. Измерения прогиба осуществляют, например, в середине эоны расслаяния с помощью индикаторов часового типа, закрепленных на стенке выработки.Максимальный прогиб упругого слоя 11(о под действием равномерно распределенной нагрузки 1 определяется по формуле(1)где- коэффициент, зависящий отформы расслоения и граничныхусловий;А - площадь расслоения;О - цилиндрическая жесткостьслоя.Основная (круговая) частота изгиб Оных колебаний Я слоя определяетсяпо формулея =3 -1 13(2)А шгие- собственное значение Ииффе 15ренциального уравнения колебаний слоя, зависящее от Фор -мы и граничных условий;ш - масса единицы площадМ слоя.Из приведенных выражений получаютЯь 6322 с,/п 1 Кс,/тп (3)где К =Я 3,Поскольку расслоение кровли выработки можно представить как пластину,25жестко защемленную по всему контуру,то коэффициент К можно выразить черезкоэффициент Формы расслоения Кспомощью следующих зависимостей.Для расслоений с Формой, близкойк прямоугольнику.ю,(1 в рК = 1,618с(4)где К = 8 - коэффициент Формыф,Вквадрата;К = 4 (а/Ь+Ь /а);а, Ъ - длина сторон зоны расслоения.Для расслоений е эллиптическойФормойК = 1,618. (5) 40Угде К,= 6,283 - коэффициент формыкруга;К, =(а/Ь+Ъ/а);а,Ь - размеры осей эллипса. 45Используя выражения (4) и (5),зависимость (3) можно представитьв видеЫ Я = 1,618т Г Ч/ш. (6) 500,5(1+К,п /ср)Выразив массу ш через толщину слоянН и плотность породы(ш = - , гдеКВ - ускорение свободного падения)и решив уравнение (6) относительно Н, -5получают Таким образом, если для отслоившегося слоя горной выработки экспериментально определить форму зоны расслоения (К,) резонансную частоту изгибных колебаний (Я) максимальный прогиб (Ы ) от дополнительной нагрузоки интенсивностью и то по формуле (7) находят скрытую толщину отслоившегося слоя,Способ осуществляют следующим образом.В результате виброакустических исследований участка кровли горной выработки выявлена форма зоны расслоения, близкая к кругу (К=142 м), Ллд области в виде круга К =29 К/=2 Г. При этом установлено, что резонансная частота изгибных колебаний отслоившегося слоя равна 2=897 Гц (М= 2 ТГ= 56,36 с ). Просверлив одно отверстие в слое, проведено нагнетание воды в полость. При установившемся избыточном давлении и= ат = 1 кг/см замерен прогиб в середине зоны расслоения который равен 4 =3,5 см. Плотность породы в слое составляет= 59,4 см,Полученный результат хорошо согласуется с данными электрометрического зондирования, согласно которым значение толщин Н 63 см (Д=570%).Предлагаемый способ наряду с оп - ределением наличия расслоения в кровле выработок позволяет определить и толщину отслоившегося слоя и тем самым повысить эффективность исследований.Формула изобретения1. Способ определения расслоений в кровле выработок, включающий возбуждение в кровле изгибных колебаний, измерение их резонансной частоты и определение наличия расслоения в кровле, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения информативности способа, определяют форму расслоения,дополнительно пригружают отслоившийся слой равномерно распределенной нагрузкой, измеряют максимальный прогиб слоя от этой нагрузки и по5 1043714полученным данным определяют толШннуотслоившегося слоя.12. Способ по п.1, о т л и ч аю щ и й с я тем что равномерно расЭ5 пределенную нагрузку созданп путем нагнетания воздуха или воды в полость между основной кровлей и отслоившимся слоем. Составитель К.Лыков Редактор А.Мотыл ь Техред Л.Олийнык Корректор Т.МалецЗаказ 1225 Тираж 301 .Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г,ужгород, ул. Гагарина,101