Способ определения направлений главных тектонических напряжений в горных породах

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветсиикСоциалистическиеРеспубпии и 926283(23) ПриоритетОпубликовано 07.05.82. бюллетень М 17Дата опубликования описания 07. 05.82 Гбоуддротюэллый комлтет СССР ао делам лаобретелвй и открытийМосковский ордена Трудового Красного Знамена , горный институт(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРАВЛЕНИЙ ГЛАВНЫХ ТЕКТОНИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИЙ В ГОРНЫХ ПОРОДАХ Изобретение относится к горному делу, в частности к геофизическим методам исследования и контроля напряженного состояния горных породИзвестен способ определения напря 5 жений в массиве горных пород, включающий вклеивание в измерительную скважину измерительного устройства в виде полого цилиндра из оптичес" ки чувствительного материала,извлечение кольцевого керна с вклеенным в него цилиндром и разрезание его на диски разной толщины, ориентированные под разными углами к оси цилиндра, по которым судят о напряженном состоянии массива 13 .Недостатками этого способа являются сложность его осуществления и низкая точность при определении направления тектонических напряжений.Известен способ определения направлений главных тектонических напряжений в горных породах,включающий отбор образцов и определение пространственного распределения их электрических характеристик С 22Недостатком способа является невозможность определения главных напряжений в горных породах, не обладающих пьезоэффектом.Цель изобретения - расширение области применения способа на породы, обладающие остаточной поляризацией.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу образцы пород нагревают, после чего определяют токи термостимулированной деполяризации, по которым судят о направлении главных тектонических напряжений.Физической основой данного способа является остаточная поляризация образцов горных пород, направление которой совпадает с направлением26283 3 9 максимальных тектонических напряжений в массиве.Энергия ак"тивации диполей, образующих остаточную поляризацию, достаточно велика и превышает 1,5- 2 эВ. Таким образом, для проявления остаточной поляризации необходимо воздействовать на образец горной породы внешним физическим полем с высокой энергией, например тепловым полем. При этом остаточная поляризация образцов горных пород проявляется в виде токов термостимулированной деполяризации, протекающих во внешней цепи. Причем, так как вектор остаточной поляризации совпадает с направлением максимальных напряжений, обуславливающих возникновение этой поляризации, то и максимальное значение токов термостимулированной деполяризации совпадает с направлением максимальных текто нических напряжений в массиве горных пород.На фиг.1 представлена одна из. возможных схем реализации способа; на Фиг. 2 -. типичные графики токов. термостимулированной деполяризации образцов горных пород, снятые в различных направлениях.Способ осуществляют следующим образом.Ориентированный в пространстве образец 1 горной породы (Фиг.1) по" мещают в термокамеру 2,.посредством электродов к образцу 1 параллельно подключают сопротивление 3 нагрузки, падение напряжения на котором, пропорциональное току термостимулированной деполяризации, регистрируют с помощью регистратора 4 (например, двухкоординатного графопостроителя Н 306), на второй вход которого поступает сигнал с термопары 5, подключенной также к аппаратуре 6 контроля скорости нагревания термокамеры 2. В качестве такой аппаратуры может быть использован,например, серийный цифровой измери 4тельный комплекс ф 30. Наибольшийток 7 термостимулированной деполяризации соответствует направлению максимальных тектонических напряжений,наименьший ток 8 соответствует направлению минимальных тектоническихнапряженийВеличина токов 9 термостимулированной деполяризации, несоответствующих главным напряжениям, 1 О имеет промежуточное значение.Данный способ позволяет определять направления главных тектонических напряжений широкого класса горных пород, обладающих остаточной 5 поляризацией.Способ отличается простотой иреализуется с помощью серийнойаппаратуры, Производительность способа в 3-4 раза превышает произво 1 о дительность известного способа, засчет чего может быть получен расчетный годовой экономический эффект10 тыс,руб. формула изобретения Способ определения направленийглавных тектонических напряжений вгорных породах, включающий отбор об"разцов и определение пространственного распределения их электрическиххарактеристик, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширенияобласти применения способа на породы,обладающие остаточной поляризацией,образцы пород нагревают, после чегоопределяют токи термостимулированнойдеполяризации, по которым судят онаправлении главных тектоническихнапряжений.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРпо заявке И 2897849/22-03,кл. Е 21 С 39/00, 1980.2. Авторское свидетельство СССРЙф 377514, кл. Е 21 С 39/00 1970926283 г у. рТ,Ф Составитель Л. Прошинаактор А. Шишкина Техред С. Мигунова. Корректор,М. Шаро Заказ 2923/23ВНИИ 035 филиал ППП фПатентфф, г. Ужгород, ул. Проектная,4 Тираж 624 Государст делам изобосква, Жвенног ретени 5 Рау Подписноекомитета СССРи открытийкая наб., д. 4/