Способ определения трещиноватости горных пород

(1 Ю (11) Вщ 1 Е 21 С 39/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ТРЕЦИНОанный наства вй с я точностивляютю смесь т отбор по сосие по инчению гор" те 1 у оватост ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИЙ(71) Всесоюзный научно-исследовательский геологоразведочный институугольных месторождений, ных пород. М., МГУ, 1968,с. 87-93,2. Авторское свидетельство СССРУ 950912, кл. Е 21 С 39/00, 1981(54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯВАТОСТИ ГОРНЫХ ПОРОД, основведении индикаторного вещтрещины, о т л и ч а ю щ итем, что, с целью повышенив индикаторное вещество добсвязующее и вводят полученнв трещины, а затем производобразцов в исследуемой зонтоянию которых судят о трещгорных пород.Изобретение относится к горному делу, в частности к определению трещиноватости горных пород в массиве, н может быть использовано при выполнении геологоразведочных работ 5 и проведении инженерно-геологических изысканий,Известны способы определения трещиноватости горных пород путем визуального определения количества и ширины трещин на единицу длины или площади образца, извлеченного из исследуемого массива горных пород без принятия мер, обеспечивающих сохранение трещиноватости в состо янин естественного залегания 1 .Недостатком является то, что использование визуальных способов определения трещиноватости пород по образцам, отобранным без принятия 20 специальных мер по сохранению естест" венных (при залегании в массиве) параметров трещиноватости не позволет правильно и достоверно оценивать параметры естественной трещиноватости. В процессе отделения и извлеченйя образцов из массива происходит относительное смещение разделенных трещинами блоков горной породы, приводящее. к сближению, или наоборот,30 расхождению стенок трещин и обусловливающее искажениеих естественной раскрытости. При этом при отделении и извлечении образцов в дополнение к естественным образуются похожие на З 5 них искусственные трещины, искажающие облик и параметры естественной трещиноватости.Кроме того, определение степени трещиноватости страдает неизбежной 40 субъективностью получаемых данных и низкой воспроизводимостью результатов оценок.Наиболее близким к предлагаемому является способ определения трещино ватости горных пород, основанный на введении индикаторного вещества в трещины 21 .1Недостатком указанного способа является то,что в процессе отбора образцов 50 посредством выбуривания, выкалывания и/ других способов отделения их от массива и извлечения из опробуемых выработок неизбежно происходит относителЬное пространственное смещение породных блоков, разделенных остественными трещинами. Вследствие этого противоположные стенки смыкаются или удаляются друг от друга, вызывая тем самым изменение естественной степени влияния трещин и степени трещинной пустотности. Вместе е тем под влиянием механических воздействий, связанных с отбором образцов, наРяду с естественными неизбежно возникают искуственные трещины, способные в значительной степени искажать картину естественной трещиноватости.Цель изобретения - повышение точности измерения трещиноватости.Указанная цель достигается тем, что согласно способу определения трещиноватости горных пород, основанному на введении индикаторного вещества в трещины, в индикаторное вещество добавляют связующее и вводят полученную смесь в трещины, а затем производят отбор образцов в исследуемой зоне, по состоянию которых су" дят о трещиноватости горных пород.Способ осуществляют следующим образом.До отбора образцов иэ исследуемого массива трещиноватых горных пород приготавливают связующий (крепящий) твердеющий или достигающий желеобразного состояния ( не подвергающий- ся схватыванию) материал, например цементный или глинистый раствор, тампонажную смесь различного состава, жидкое стекло, смолу, полимерный материал и т.п., в который добавляют индикаторное вещество, в качестве которого могут быть использованы различного рода красители (например, анилиновый краситель, фенолфталеин.и др,), люминофоры, элементы (вещества), вызывающие фосфоресцирование связующего материалаили его флюоресцирование в ультрафиолетовых и рентгеновских лучах,ферромагнитные материалы и т.п Приэтом связующий материал смешивают сдобавляемьк индикаторным веществомдо образования однородной смеси Полученной таким образом смесью заполняют трещины, развитые в исследуемом массиве в зоне последующегоотбора образов горных пород, Заполнение трещин осуществляют непосредственно через поверхность обнажений,горных выработок, забоев и стенокскважин или через скважины (шурфы),пройденные по контуру (периметру)зоны отбора образцов, причем заполнение трещин с большим раскрытиемможет осуществляться путем непосредственной однократной или многократной (после отверждения предыдущихпорций) заливки. Трещины, выходящиена поверхность обнажений или горных 5выработок, заполняются с помощьюручного или механизированного инъектора, а трещины вскрываемые на забоеи в стенках скважины,заполняются спомощью известных инъекторов, исполь Озуемых для крепления горных породили тампонажных инъекторов, используемых для крепления скважин и дляборьбы с водопроявлениями и поглощением промывочной жидкости в скважинах. Для заполнения трещин с большойпротяженностью и с большим раскрытием, требующим большого объема заполняющего связующего материала, можетбыть использован насос, нагнетающий 20связующий материал в трещины поддавлением, При этом для всех описанных вариантов заполнения трещин давление, прикладываемое к крепящему материалу, должно выдерживаться в пределах, не превьшающих по величинедавление гидроразрыва пород. по окраске или свечению в темноте, дневном или ультрафиолетовом свете, в рентгеновских лучах связующего материала, заполняющего трещины) и снимать их характеристики с использованием известных инструментальных методов (например, путем пойещения образца в магнитное поле и измерения остаточной йамагниченности при помощи считывающей магнитной головкипри использовании в качестве индикаторного вещества ферромагнитного материала и т.д.) методом печати при использрвании в качестве индикаторного вещества красящих материалов, фотографированием поверхности образцовс последующим исследованием фотоснимков при использовании в качестве индикаторного вещества светящихся материалов и т.п. методами. При исследовании образца трещины, заполненные смесью связующего материала и,индикаторного вещества, относят к естественным, а трещины, не заполненные указанной смесью - к искусственным трещинам, преобретенным образ- цами в процессе отделения от массива и последующего исследования.Предлагаемый способ обеспечиваетпри его использовании более точное(достоверное) определение коллекторских свойств горных пород припоисках и разведке месторожденийподземных вод, нефти и газа, болеедостоверное прогнозирование обводЮненности, газоносности, несущейспособности породных массивов, подлежащих разработке в связи с добычей полезных ископаемых, строительством туннелей, оснований ит.п. инженерных сооружений, а такжеболее достоверное прогньзированиевоэможности поступления воды и природных газов в горные выработкишахт, разрезов, транспортных и гид", ротехнических сооружений и воэможности утечки воды из каналов иводохранилищ. Кроме того, повышение надежности оценки показателей трещиноватости, обеспечиваемое при использовании способа, делает целесообразным применение предлагаемогоспособа для определения возможностииспользования породных массивов вкачестве естественных хранилищнефти, газа, отходов производства,а также для исследования технологических свойств (естественной кусПосле заполнения трещин связующим материалом производят отбор образца (образцов) обычным способом: путем отбойки, скалывания, вырезания или выбуривания с использованием известных технических средств. Причем отбор проб может осуществляться после заполнения трещин связующим35 материалом и достижения момента структурообразования (для нетвердеющих связующих материалов типа глины и т.п.), застывания, схватывания или отвердевания связующего материала. Отобранные образцы горных пород подвергаются исследованию. При этом путем визуального осмотра образцов . и соответствующих инструментальных измерений определяют степень и харак 45 тер раздробленности образцов, а также направленность (ориентировку) и степень раскрытости (зияния) трещин при сохранении их естественной структуры и состояния. Определение характеристик трещин в образцах особенно трещинс малым раскрытием, трудно поддающихся визуальному наблюдению и измерению облегчается эа счет содержащегося в заполняющем трещины связующем материале индикаторного вещества, позволяющего достаточно быстро и точно выявить трещины в образцах (например, 3 1089258 б коватости) полезных ископаемых и об исследуемом горном массиве, полудля решения других горных, геологи- чаемой в результате исследования ческих и инаенерно-геологических отбираемых из массива образцов. задач. Кроме того, предлагаемый способВместе с тем использование спосо способствует реаенао проблемы длиба позволяет сократить естественную тельного хранения (консервации) структуру и состояние образцов тре- отобранных горных пород, поскольку щиноватых горных пород (так как скрепленные связующим материалом исключается разрушение и потеря образцы могут храниться достаточно части образцов в процессе их отделе ф длительное время в ненарушенном сосния от массива за счет скрепления , тоянии.отдельных частей образцов, разделен- Помимо трещин с помощью этого ных трещинамиу связующим крепящим способа соано определять и другие дематериалом), благодаря чему сущест- Фекты горных пород, например, кавервенно повышается объем информации 1 ны поры и дрСоставитель Г, АлексееваРедактор Ю. Середа Техред Л.Иикеи Корректор 9. ИакаренкоЗаказ 2891/30 Тирам 564 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская набд. 4/5Филиал ППП "Патент", г. Уагород, ул, Проектная, 4