Способ прогноза устойчивости обнажений массива горных пород

905462 ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспубликОпубликовано 15.02.82. Бюллетень 6Дата опубликования описания 25.02.82 по делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения И. Я. Елисоветский, М. В. Курленя, В. Н. Опарин, В. ЦКоротких,В. С. Соловьев и И. Ф. СеминЭ 4 Норильский ордена Ленина и ордена Трудового КраС 1 тото-Знамещ горно-металлургический комбинат им, А, П. Завенягина(54) СПОСОБ ПРОГНОЗА УСТОЙЧИВОСТИ ОБНАЖЕНИЙ МАССИВА ГОРНЫХ ПОРОДИзобретение относится к горному делу и предназначено для использования при отработке месторождений полезных ископаемых подземным способом.Известен способ определения удароопасности участков буроугольных пластов, основанный на зависимости деформационных характеристик бурого угля от его естественной влажности и предназначенный для определения удароопасности буроугольных пластов с высокой естественной влажностью, в котором относительное напряженное состояние определяют по изменению естественной влажности угля, а упругие характеристики и переход угля в зоне опорного давления из пластического состояния в хрупкое определяют на основании величин деформаций ползучести околошпурового пространства 111.Недостатком данного способа является низкая точность прогноза, поскольку значение относительныхдеформаций, переход краевой части массива из пластического состояния в хрупкое не обязательно влечет за собой горный удар. Способ позволяет лишь проследить изменения в состоянии массива с течением времени и в процессе изменения горно-технической обстановки вокруг контролируемого района выработки и не может обеспечить достоверный прогноз горных ударов. Кроме того, этот способ не может быть применен для определения удароопасности горных пород с низкой естественной влажностью.Известен способ прогноза устойчивостиобнажений массива горных пород в процес се взрывной отбойки полезных ископаемых,включающий бурение наблюдательных скважин, в область контролируемого массива, проведение измерений в скважинах после каждого взрыва и сопоставление характеристик напряженно-деформированного состояния массива, измеряемых на различных участках 2 . Недостатком этого способа является то,что он не позволяет установить момент вре мени, соответствующий наибольшей вероятности обрушения и является недостаточно точным и достоверным. Кроме того, способ не может быть использован для прогноза обрушений в трещиноватых породах, где5 16 15 ге ъь эф и 4 О 43 50 И имеют место неупругие деформации массива.Цель изобретения - повышение точности и достоверности прогноза.Поставленная цель достигается тем, что определяют объемы участков массива с относительным уплотнением, объемы участков массива с относительным разуплотнением и вычисляют отношение объемов с относительным уплотнением к объемам с относительным разуплотнением и по зависимости отношения этих объемов от времени и параметров буровзрывных работ прогнозируют устойчивость обнажений или устойчивость обнажений прогнозируют по функции отношения объемов от параметров буровзрывных работ; при этом измерения производят геофизическими методами.Способ осуществляется следующим образом.В область контролируемого обнажения массива бурят наблюдательные скважины, а затем геофизическим методом через равные отрезки по длине скважин производят нулевое измерение характеристик напряженно-деформированного состояния массива, Это могут быть характеристики, отражающие плотностное состояние массива.В процессе ведения буровзрывных работ производят повторные измерения, следующие после каждого отдельного взрыва, по тем же точкам скважин и сравнивают получаемые величины с предыдущими, разделяя массив на участки, где произошло относительное уплотнение и относительное разуплотнение, Суммируют объемы участков массива с относительным уплотнением и относительным разуплотнением по всем наблю дательным скважинам и определяют отношения первых ко вторым. Эта операция повторяется каждый раз после очередного взрыва.Таким образом получают ряд значений, характеризующих плотностное состояние массива горных пород в интервалах между двумя измерениями. Затем строят график зависимости отношений объемов участков массива в скважинах с относительным уплотнением к объему участков с относительным разуплотнениемот количества производственных взрывов, Хвз влияющих на устойчивость массива и/или от времени, в период которого осуществляется контроль устойчивости. Кривая, отображающая такую зависимость, имеет определенную форму, Вначале, после проведения нескольких взрывов, величины отношений объемов участков массива скважин с относительным уплотнением и относительным разуплотнением воз,растают, достигая наибольшего значения, затем, по мере отбойки уменьшаются, а после проведения еще нескольких взрывов начинают возрастать снова.Как правило, когда величины отношений достигают второго наибольшего значения, в обнажении контролируемого массива горных пород происходит обрушение. Таким образом проявлению горного давления,например в виде обрушения кровли и бортов очистной, камеры, предшествует определенный цикл плотностных колебаний в массиве горных пород. Перед обрушением горные породы, в области которых проводитсявыработка, уплотняются, затем наступаетфаза разуплотнения и снова уплотнения.В фазе второго уплотнения массива вероятность обрушения конструктивных элементов подземных выработок наибольшая.Регулярно проводя каротаж наблюдательных скважин и сопоставляя колебанияплотностных характеристик массива горныхпород, можно достоверно установить моментвремени, соответствующий наибольшей вероятности обрушения обнаженной частиэтого массива.Пример. Перед отбойкой запасов камеры в область контролируемого массива через 5 - 10 м бурят наблюдательные скважины из выработки, проходящей вблизии вдоль этой камеры,С помощью серийного радиометра РСР-З,в котором в качестве источника гамма-излучения используют Сот, до начала взрывной отбойки производят нулевое измерениеинтенсивности гамма-поглощения пород,характеризующего плотность массива горных пород. Измерения производят через40 см по длине скважин,Затем после каждого взрыва выполняютповторный каротаж скважин. Для сопоставления берут каротажи, выполненные до взрыва и после. По изменениям в интенсивностигамма-поглощения в каждой точке измерения судят об уплотнении или разуплотнении на тех или иных участках скважин. Увеличение интенсивности гамма-поглощениясвидетельствует об уплотнении массива инаоборот.Суммируют объем участков всех наблюдательных скважин, на которых произош-.ло уплотнение и делят на сумму объемовучастков с разуплотнением.Сопоставляя колебания плотностныххарактеристик массива после каждого взрыва, следят за изменением значения р и поприближению его ко второму максимумусудят о вероятности обрушения обнажениймассива,Для осуществления прогноза динамических проявлений горного давления известным способом необходимо пробурить попарно скважины вдоль всей .длины очистнойкамеры. Через 5 - 1 О м в одной скважинекаждой из пар производят взрывание0,6 кг ВВ, а в другой устанавливают репера, по которым определяют скорость и величину деформаций.Чтобы определить степень воздействиявзрывной отбойки на устойчивость очистной выработки необходимо после каждых905462 Формула изобретения Составитель Л. Прошина Редактор С. Запесочный Техред А, Бойкас Корректор Г. Решетник Заказ 316/47 Тираж 623 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП сПатент, г. Ужгород, ул. Проектная, 42-х - 3-х взрывов бурить рядом с каждойпарой скважин еще по крайней мере по одной скважине, чтобы разместить в них очередные заряды ВВ. 1. Способ прогноза устойчивости обнажений массива горных пород в, процессе взрывной отбойки полезных ископаемых, включающий бурение наблюдательных скважин в область контролируемого массива, проведение измерений в скважинах после каждого взрыва и сопоставление характеристик напряженно-деформированного состояния массива, измеряемых на разных . участках, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и достоверности прогноза, определяют объемы, участков массива с относительным уплотнением и объемы участков массива с относительным разуплотнением и по зависимо 1;ти этих объемов от времени и параметров буровзрывных работ прогнозируют устойчивость обнажений.2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что устойчивость обнажений прогнозируют по функции отношения объемов от параметров буровзрывных работ./3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что измерения производят геофизическими методами. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР 15368400, кл. Е 21 С 39/00, 1973.2. Авторское свидетельство СССР615235, кл. Е 21 С 39/00, 1976 (прототип).