Способ определения напряжений на больших базах при подземной отработке рудных тел

(5)с Е 21 С 39/00 Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам(56) Зубков А,В. Исследование деформационных свойств массива горных пород набольших базах, - В сб, Физические свойствапород в массиве, Новосибирск, 1982, с.15-21,Изобретение относится к горной промышленности, в частности к способам определения напряжений, и может быть использовано для определения напряжений на больших базах.Известен способ определения напряжений на больших базах в зоне влияния провала от подземных горных работ,В основе укаэанного способа лежит измерение горизонтальных деформаций земной поверхности по продольным линиям, заложенным для наблюдения за сдвижением горных пород при подземной разработке. На основании полученных данных определяют величину и направление напряжений в массиве. Способ применяется на интенсивно эксплуатируемых месторождениях,Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является способ определения величины и характера распрос ранения деформаций вглубь массива.(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЙ НА БОЛЬШИХ БАЗАХ ПРИ ПОДЗЕМНОЙ ОТРАБОТКЕ РУДНЫХ ТЕЛ(57) Использование: контроль напряженного состояния массива горных пород, Сущность изобретения; в глубине массива закладывают реперные линии. Реперы размещают в скважинах, пробуренных из выработки в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Одно из направлений выбирают параллельно образующей выработанного пространства,а другое - по нормали к ней. Периодически измеряют деформации массива, С учетом модуля деформаций пород определяют действующие напряжения, 2 ил. Способ заключается в установке реперных линий в скважины, пробуренные в глубине массива, в зоне влияния очистных работ, периодическом измерении приращений деформаций по реперам после разгрузки массива в результате обрушения, определении модуля деформаций пород и расчете приращения напряжений.Основным недостаткам способа является невысокая информативность, точность и достоверность измерений из-за отсутствия учета геометрии выработанного пространства, оказывающего влияние на характер деформирования участка массива,Целью изобретения является повышение точности измерений.Поставлен ная цел ь достигается тем. что в способе определения напряжений на больших базах при подземной отработке рудных тел, основанном на заложении реперных линий в двух вэаимоперпендикулярных направлениях периодическом измерении5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 деформаций пород, определении модуля деформаций и напряжений в массиве по полученным данным, реперные линии размещают в скважинах. пробуренных соответственно параллельно образующей выработанного пространства и по нормали к ней.Предлагаемый способ отличается совокупностью новых признаков, учитывающих геометрию выработанного пространства, основанных на размещении реперных линий в скважинах, пробуренных соответственно параллельно образующей выработанного пространства и по нормали к ней, которые ведут к повышению точности исследований.В результате анализа известных технических решений, касающихся способов определения напряжений на больших базах, не выявлено решений, аналогичных заявляемому, Существующие способы требуют дополнительных затрат на проведение выработок, а измерение напряжений возможно провести только на контуре выработок с помощью установленных реперов.На фиг.1 и 2 представлены схемы размещения реперных линий в скважинах, пробуренных соответственно параллельно образующей выработанного пространства и по нормали к ней,Способ определения напряжений на больших базах осуществляется следующим образом.В направлении вкрест простирания рудных тел по нормали к выработанному пространству 1 (при горизонтальных реперных линиях) из выработок 2 (фиг,1) бурят соосные скважины 3 в каждую сторону (например, станком НКРМ, диаметром 105 мм и глубиной до 90 м), в которых на оп ределенной глубине от устья скважин (или выработанного пространства) закрепляют репера 4 с помощью специальных распорных замков 5; по 3-4 жестких репера, полученных свинчиванием штанг, диаметром 10-12 мм и длиной по 15 м,Расположение реперных линий в скважинах, пробуренных по нормали к выработанному пространству 1, обеспечивает более точную оценку смещения слоев 6 деформируемого граничного массива соответствующими реперами на базе измерения (см,фиг,1), позволяет оценивать его напряженно-деформированное состояние и зоны опорного давления во вмещающих породах,Вертикальные реперные линии 7 (фиг.2) закладывают в скважины, пробуренные параллельно образующей 8 выработанного про транства, что позволяет более точно на постоянном по толщине слое с учетом геометрии выемки измерять деформации участка массива в данной плоскости. Смещения (деформации) относительно опорных (Ко-Ро) и рабочих (Й 1-Ва) реперов измеряют специальной маркшейдерской рулеткой с постоянным натяжением ленты. Максимальная база измерения (между опорным йо и наиболее удаленным рабочим репером В 1) достигает 160-180 м.По отобра ейным кернам пересекаемых скважинами пород определяют их коэффициенты крепости, а затем по графикам К,Л.Тер-Микаеляна с учетом крепости пород находят их модуль деформации. Средневзвешенный модуль деформации в направлении измерения получают суммированием соответственно умноженных модулей деформации пород на их мощности с последующим делением на соответствующую базу измерения (суммарную мощность пресекаемых пород).Имея результаты измерения деформаций по глубинным реперам (за счет периодических измерений, например, через 1,5 месяца) и зная средневзвешенный модуль деформации массива, можно измерять приращения напряжений ( Ло) на больших базах.Для оценки изменения величины действующих напряжений во времени при отработке блоков в методе измерения приращения напряжений (Ьа) на больших базах в варианте использования станций жестких глубинных реперов необходимо знать уровень абсолютных напряжений (0,), действующих вкрест простирания на данной глубине, т,е. гт =а+ Ло МПа.Данный способ определения напряжений на больших базах с помощью станций глубинных реперов осуществляется на Таштагольском руднике - НПО "Сибруда", на гор, -280 м, где иэ сборного вентиляционного штрека(висячий бок месторождения) пробурены соосные скважины на глубину 70 и 80 м, В этих скважинах оборудовано по четыре жестких глубинных репера.На этом же горизонте - 280 м в орте 17 оборудована станция глубинных реперов в вертикальной плоскости, под днищем разрезного блока йт 17 ( этаж - 280-210 м). Иэ орта М 17 пробурены соосные скважины вверх, на глубину 8 м, вниз на 60 м. Измерения проводятся согласно порядку, укаэанному в описании, и позволяют по сравнению с базовым вариантом примерно в 3 раза снизить трудоемкость оценки напряженно-деформированного состояния горных пород, повысить его эффективность за счет повышения информативности точности проводимых измерений2000433 Корректор С,Шекм тавитель Б.Шреп ред М,Моргентал едактор М.Стрельнико аказ 3070 Тираж Подписное НПО " Поиск " Роспатента13035, Москва, Ж, Раушская наб., 4(5 изаодственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул.Гагарина, 1 О 1 Формула изобретения Способ определения напряжений на больших базах при подземной отработке рудных тел, включающий заложение реперных линий вдвух взаимно перпендикулярных направлениях, периодическое измерение деформаций пород, определение модуля деформации и напряжений в массиве по полученным данным, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерений, реперные линии размещают в сква жинах. пробуренных соответственнопараллельно образующей выработанного пространства и по нормали к чей.