Способ контроля устойчивости горных выработок

СОЮЗ СОВЕТСКИСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК Е 21 С 39/00 САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЬСТВУ ОРСКОМУ СВИДЕ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ОСС пО делАм изОБРетений и ОткРь(71) Московский ордена Трудового Красного .Знамени горный институт(56) Туринцев Ю.И. Определение критической скорости и времени до обрушения откоса. "Маркшейдерское делои геодезия". Межвузовский сборник.вып. 4,Л., ЛГИ,77, с. 7 - 14,Падуков В.А. Прогнозированиеустойчивости бортов карьеров. ЛЛГИ, 1981, с. 23 - 25,(54)(57) 1, СПОСОБ КОНТРОЛЯ УСТОЙ ЧИВОСТИ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК, заключа ЯО 1170142 А ющиися в осуществлении заданноговоздействия на массив в окрестностигорной выработки и определении скорости деформации горной выработки,о тл и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения точности и надежности контроля, определяют исходную скорость деформации; осуществляют последовательные равной величины воздействия па массив вокрестностях горнон выработки, измеряютмаксимальные приращения скоростейдеформации горной выработки в результате воздействий и минимальныескорости деформаций в паузах между воздействиями и по последовательным изменениям приращений скоростейдеформации, судят об устойчивостигорных выработок.1170142 2. Способ по и. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что в качестве воздействия на горную выработку используют естественные природные воздействияИзобретение относится к горному . делу и может быть использовано для контроля устойчивости бортов, уступов и отвалов на карьерах, целиков и по-олочин в подземных выработках и, кроме того, в строительстве и т.п.Целью изобретения является повышения точности и надежности контроля.На Фиг, 1 изображена зависимость между деформацией сдвигаисилой сопротивления сдвигу Гсоп ф здесь же показана исходная сдвигающая сила Р , и последовательные воздействияГ, , , например, уменьшающие устойчивость горной выработки; на Фиг. 2 - последовательные воздействия Ь Г,, например, уменьшающие устойчивость горной выработки и изменение во времени скоростей ее деформации Ч ;где- деформация сдвига, по достижении которой наблюдается установившаяся постоянная скорость деформиРовация;к.р - предельная (критическая) деформация сдвига, установленная лабораторными испытаниями пород или натурными наблюдениями, по превышении которой начинается уменьшение сил сопротивления сдвигу;кит, деформация сдвига, по превышении которой силы сопротивления сдвигу становятся меньше сдвигающих.В качестве воздействия ь Г, могут рассматриваться воздействия различной физической природы, увеличивающие сдвигающие силы, уменьшающие силы сопротивления сдвигу или влияющие на те и другие силы одновременно, Это могут быть взрывы, собственный вес и вибрации от работы технологического оборудования, повышение уровня подземных вод или увеличение количества осадков 3. Способ по п. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что в качестве воздействий на горную выработкуиспользуют технологические воздействия,создаваемые при ведении горныхработи другие, Общей их чертой являетсято, что длительность этих воздействий много меньше времени существования выработки,5Данный способ осуществляют следующим образомНапример, необходимо оценить устойчивость борта карьера. Вкрестпростирация борта устанавливаютрабочие репера (железные стержнидлиной 1 м и диаметром 30 мм), Припомощи светодальномера МСДитеодолита Т(Т 1, ОТ 2 М) определяют смещение рабочихреперов относительно опорного репера, который"привязывают" к геодезической сети.По измеренным деформациям определяют положение поверхности скольжения, вкрест простирания которой20 устанавливают высокочувствительныйизмеритель перемещений (например,лазерный интерферометр ИПЛ.Затемца протяжении 1-2 ч измеряют исходнуюскорость деформации призмы возможного25 обрушения. После этого у основанияоткоса производят взрыв взрывчаткивесом 5 - 30 кг (устанавливаетсяэкспериментально в зависимости отразмеров контролируемого борта:ЗО чем больше призма возможного обрушения, тем больше вес взрывчатки),Фиксируют максимальную скоростьдеформации во время воздействияи минимальную скорость деформациипосле воздействия через 1 - 2 чпосле воздействия. Если скоростьчерез 1 - 2 ч после воздействияснизилась до исходной величицы,,следующие испытания можно провести через 1, 2 и более суток, в зависимости от первоначальной ицформации,о степени опасности состоянияоткоса. Если скорость деформациичерез 1 - 2 ч после взрыва це снизилась до исходной величины, можнопредположить, что состояние откосаопасное и следующее испытание следует проводить лишь после предварительного дистанционного контроляскорости деформации откоса другими методами (например, светодальномером МСЦ), Если на протяжении1 - 2 сут не наблюдается закономерного и существенного (более чем троекратного) возрастания скорости де ОФормации относительно ее исходнойвеличины, то можно провести следующее испытание откоса зарядом того же или даже меньшего веса. В последнем случае сопоставляется изменение степени воздействия заряда меньшего веса на устойчивость откоса ивызванное им приращение скорости деФормации по сравнению с предыдущимиспытанием, т.е. нормируется степень 0воздействия.Если скорости, измеренные во время воздействия и через 1 - 2. ч после него превышают соответствующиепоказатели предыдущего испытания, 25откос неустойчив. Дальнейшие испытания прекращаются. Производится прогноз времени до обрушения. Принимаютмеры по повышению безопасности рабочих и оборудования и меры по преду- ЗОпреждению оползня,Если во время испытаний наблюдается увеличение скоростей деформации, замеренных во время воздействия,а минимальные скорости деформацийспадают до исходных, объект устойчив,но необходимо вести непрерывный контроль за его деформациями, так какстепень устойчивости откоса с ростомдеформаций непрерывно уменьшается,Если приращения максимальных скоростей деформаций от воздействия квоздействию нарастают, а минимальныескорости деформации спадают до исходной, объект устойчив, но степень его 15устойчивости с ростом деформацийпадает; если приращения максимальных скоростей деформаций в результате воздействий и минимальных скоростей от воздействия к воздействшо нарастают, объект неустойчив.Кроме того, в качестве воздействий на горную выработку используют естественные природные воздействия, а также технологические воздействия, создаваемые при ведении горных работ,Когда горная выработка устойчива, она в отсутствие воздействий деформируется с постоянной скоростью. В результате подачи дестабилизирующего воздействия скорость ее деформации возрастает, но после воздействия спадает до исходной величины.Когда горная выработка еще устойчива, но с ростом деформаций степень ее устойчивости снижается, то в отсутствие воздействий она продолжает деФормироваться с постоянной скоростью, При осуществлении серии кратковременных воздействий максимальная скорость деформирования горной выработки от воздействия к воздействию нарастает, а в паузах между воздействиями скорость деФормирования спадает до исходной величины.Если горная выработка неустойчива, то скорость ее деформирования постоянно нарастает даже в отсутствие дестабилизирующих воздействий. При подаче ряда дестабилизирующих воздействий максимальные и минимальные скорости деформации монотонно нарастают.Данный способ может быть легко реализован с помощью серийно выпускаемого оборудования.Таким образом, осуществляя серию воздействия на массив в окрестности горной выработки и исследуя реакцию выработки на зти воздействия, можно определить степень устойчивости горной выработки в рассматриваемый момент времени и прогнозироватьвремя до ее разрушения, что можно осуществлять в соответствии с известными методиками.Тираж .482 Подпсударственного комитета ССизобретений и открытийа, Ж, Раушская наб., д.