Способ определения деформаций горных выработок

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 63652 9) (1 51)5 Е 21 КОМИТЕТИ ОТКРЫТИЯ ГОСУДАРСТВЕННПО ИЗОБРЕТЕНИПРИ ГКНТ СССР ОБРЕТЕНИЯ(46) 23.09,92. Бюл. М 3 (71) Украинский научн и проектно-конструкто стоомНИИп роект" (72) В.М,Симонов (56) Авторское свидет йв 1293336, кл, Е 21 СМетоды и средств ной геомеханики. - М 161,овательский ститут "Укро-иссле рский и ельство СССР39/00, 1987,а решения задач горНедра, 1987, с. 160 подгото- ормиру- ределах К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для определения деформации горных выработок.Известен способ контроля состояния горных выработок, включающий измерения во времени смещений приконтурных пород с помощью комплекта глубинных реперов, по которым судят о состоянии приконтурных пород вокруг выработок и фиксируют момент изменения знака смещений пород и глубину в массиве, на котором это изменение происходит, по моменту изменения знака судят о времени возникновения нарушения, а по глубине - о его мощности, при этом комплект реперов размещают в шпурах, пробуренных под углом 45 О в сопряжение кровли и целика (1),К недостаткам известного способа относится невозможность определения состояния пород вокруг выработок в глубине массива, т.к. производятся измерения смещения только приконтурных пород, Кроме того, невозможно определить распределение напряжений и деформаций вокруг выработок в вертикальной и горизонтальной(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДЕФОРМАЦИЙ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК(57) Использование: определение деформаций горных выработок. Сущность изобретения; в местах сопряжения кровли выработки и целиков бурят попарно скважины из одной точки перпендикулярно кровле и целику, На глубине, равной половине ширины целика, устанавливают глубинные реперы. Измеряют смещения реперов по мере проведения выработки. По величине смещений определяют деформации горных выработок. 1 ил,плоскостях, чтоснижает достоверность определения деформаций горных выработок,Известен способ определения деформации горных выработок, включающий бу- а рение скважин в кровле, почве и боках выработки на глубину не меньше ширины выработки, размещение в них глубинных реперов, расположенных через 1 - 2 м по длине скважин 2,Недостатком известного способа является невозможность определения деформаций вокруг выработок в вертикальной и горизонтальной плоскостях, что снижает до- Л стоверность определения деформаций горных выработок.Цель изобретения - повышение точности определения деформаций.зэкУказанная цель достигается тем, что скважины бурят в местах сопряжения кровли выработки и целиков попарно, а реперы размещают на глубине, равной половине ширины целика,Известно, что вблизи контура вительных и очистных выработок ф ется зона нарушенных пород, в икоторой в породах получают развитие смещения с частичным разрывом первоначаль ной монолитности (см. Турчанинов И.А Иоффе М,А., Каспарьян Э.В. Основы механики горных пород, - Л,: Недра, 1977, с.133-.136). Это приводит к локальным расслоениям горных пород в кровле и целике с радиусом эоны нарушенных пород до 2 м, На глубинах свыше 200 м горное давление в окрестности выработок бывает, как правило, выше прочности породы в массиве. Породы разрушаются, образуется зона разрыхления, Однако, образование такой зоны является причиной конвергенции и в зависимости от размеров этой зоны изменяется величина конвергенции. Так, на. глубине 1000 м радиус зоны раэрыхления может достигать 15 м (см, Якоби О. Практйка управления горным давлением. М,. "Недра", 1987, с, 283-284), Следовательно, чтобы достоверно определить деформации горных выработок,необходимо реперы устанавливать длиной, равной 1/2 ширины целика, т.к. если длина репера будет менее 1/2 ширины целика. то деформация зоны разрыхления породы целика не будет полностью определена, а если длина репера будет более 1/2 ширины целика, то деформация целика при измерении будет завйшейа за счет суммарной деформации первой и второй половины цели ка,Бурение скважин под углом 90 в сопря-. жение кровли и целика попарно необходимо для повышения достоверности при определении деформаций вокруг выработок, т,к. измерение деформаций в одной скважине под углом 45 О в сопряжение кровли и целика не позволяет определять вертикальные и горизонтальные величины конвергенции, что в свою очередь не дает полной картины распределения напряжений и деформаций вокруг горных выработок.Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемый способ определения деформзций горных выработок отличается тем, что скважины бурят"в местах сопряжения кровли выработки и целиков попарно. а реперы размещают на глубине, равной половине ширины целика. Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию "новизна",Анализ известных технических решений по Определению деформации горных выработок, используемых в горном деле, показал, что некоторые элементы определения деформации горных выработок извест ны, например, установка в пробуренные скважины распорных анкеров. определение. напряжения анкера во времени и сдвижения заанкерованной кровли, по величине которых судят о состоянии горных пород (см, Широков А,П, Теория и практика приме нения анкерной крепи. М., Недра, 1981, с.315 - 325). Однако их применение не обеспечивает достаточную достоверность определения деформации выработок, т,к, не позволяет определить полную величину де формации выработок. Таким образом, данный способ определения деформации горных выработок позволяет определить полную величину деформации выработок с учетом раэрыхления центральной части 15 целиков, что позволяет сделать вывод осоответствии заявляемого технического решения критерию "существенные отличия".На фиг,1 показана схема (а) расположе ния распорных анкеров в массиве; б - выработка, вид сверху.Способ осуществляется следующим образом.При отработке горной выработки 1 эабу ривают в сопряжение кровли и целика скважины 3 и устанавливают в них глубинные реперы, причем длина репера должна составлять 1/2 ширины целика. Это необходимо для определения полной деформации 30 горного массива, которая зависит от степени разрыхления массива и неравномерна по его ширине. Размещение скважин в сопряжении кровли и целика горной выработки необходимо потому, что в данном месте на ходятся наибольшие напряжения, а деформации массива еще не развились.Деформации развиваются по мере отработки горной выработки и достигают наибольших значений после полной отработки 40 контура выработки 2. После установки реперов по мере отработки контуров выработки 2 измеряют смещение репера, по разнице показаний которых судят о деформации горного массива вокруг горной выра ботки.Применение предлагаемого способаобеспечивает по сравнению с существующими способами возможность определения полной деформации выработок с учетом 50 разрыхления центральной части целиков,кроме того, позволяет определять деформации не только вблизи контура горной выработки, но и в области неупругих деформаций, Это особенно важно в тех случаях, когда целики сложены из различных видов 55 горных пород.формула изобретения Способ определения деформаций горных выработок, включающий бурение, Лупичевантал ь ЮРедактор Е. Полионова Торге Коррек Составител ехред М.М ука Заказ 3438 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035. Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 водственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 скважин в целиках и кровле выработки перпендикулярно к зим,размещение в скважинах глубинных реперов и измерение смещений реперов по мере проведения выработки, по которым определяют деформации приконтурного массива, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения точности определения деформаций, скважины бурят в местах сопряжения кровли выработки и целиков попарно, а реперы размещают на глубине, равной половине ширины целика.