Способ контроля границы трещины в образцах горных пород

(21) 4103764/ (22) 07,08,86 (46) 23,09.88 (71) Институт (72) Н.Г,Кю и (53) 622.023( (56) Авторско В 1293480, кл 29.08.85,2-0 У 35о дела СО АН ССС Бюл.горногО.И.Че88,8) свиде Е 21 рнов тельство СССС 39/00,ГОСУДАРСТВЕККЫИ КОМИТ ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕКИЙ И А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ГРАНИЦЫ ТРЕЩИНЫВ ОБРАЗЦАХ ГОРНЫХ ПОРОД(57) Изобретение относится к горнойпром-ти, Цель изобретения - расши,рение функциональных возможностейспособа за счет определения границыщели произвольной формы. В образцесоздают трещины гидроразрывом электропроводящей жидкостью, которой производят электрическую изоляцию, В жидкость вводят электрод, к нему подключают источник переменного напряжения, на поверхности образца устанавливают датчик тока смещения. Последний перемещают по поверхности образца и измеряют величину тока Тмас при включенном источнике и величину 1 мц при выключенном источнике. Границу трещины определяют при включенном источнике по линии, в которой ток равен значению 1 о соот.ветствующему среднему арифметическому токов Тмцс илйц, Для осу ществления данного способа требуется лишь стандартная серийно выпускаемая измерительная аппаратура, креме того, отпадает необходимость в чостроении зависимостей тока смещения от положения приемной пласти- Св ны относительно оси отверстия, 2 ил.ИэобрСтЕНИЕ ОтНОСИтея К ГОрНОйпромышл:ннс сти и предназначено дляисследсв.ния грещинообрязовяния вобразцах горных пород, 5Целью изобретения является расширение функциональных возможностейспособа зя :чет определения границыщели произвольной формы.Ня фиг, 1 представлена схема образовяния трещины в образце; нафиг. 2 - схема определения границытрещины в образце.Способ осуществляется следующимобразом, 15Лля образования трещины в образ це 1 горных пород сверлят отверстие2, в забойной части которого специальным устройством прорезают зароды"шевую щель 3В отверстии 2 устанавливяют и закрепляют с помощью клеящего вещества устройство, состоящееиз корпуса 4 в виде трубы, на торце которой укреплен стакан 5, имею щий центральное отверстие с резьбой, 25куда ввинчен винт 6 с рукояткой 7., Вичт 6 через шарик 8 взаимодействует с поршнем 9 из диэлектрика, Внут реннюю полость устройства и зароды шевую щель заполняют электропроводящей жидкостью. Вращением рукоятки 7, жидкости до значения, при которомпроисходит разрыв горной породы собразованием трещины 10,Для контроля изменения границы трещины корпус устройства электри-., чески изолируют от жидкости специаль ным диэлектрическим покрытием. В жидкость через поршень 9 вводят электрод 11 и подключают его экранированным кабелем 12 к генератору 13 переменного напряжения. По поверхности блока перемещают пластину 14 (датчик тока смещения), На фиг. 2 обозначены три зоны (1, 11, 111) вертикальными пунктирными линиями, 1 зона соответствует области, в которой находится трещина. 11 зона ограничена областью, непосредственно прилегающей к границе трещины, 111 зона соответствует области, в которой трещина отсутствует.55Ня фиг. 2 показаны зависимости токя смещения (б) и градиента тока смещения (в) от местоположения приемной пластины (датчика тока смещения) относительно оси отверстия в образце.Если пластина 14 находится в зоне 1, то ее поверхность вместе с поверхностью жидкости в трещине образуют конденсатор С. Через этот конденсатор от генератора 13 протекает ток (1 нс ), который измеряется измерителем 5 тока.Если пластина 14 находится в зоне 111, то конденсатора не образуется и, естественно, ток через пластину от генератора 13 не протекает,При прохождении пластины 14 11 зоны, например из 1 в 111, ток через пластину уменьшается до некоторого минимального значения, Ширина зоны 11 (зоны, в которой изменяется ток) определяется в основном расстоянием трещины до говерхности образца.Если при нахождении пластины на поверхности образца выключить генератор, то измеряемый ток упадет не до нуля, а до некоторого значения (обозначенного в заявке кяк 1 ащ), определяемого полем других источников электромагнитной энергии.Экспериментально установлено, что проекция границы трещины на поверхность образца находится в том месте, где значение измеряемого тока о1 м 1 кс + 1 мчн ток 1 О - значение тока на изолинии,А; 1 мас значение тока в зоне зародышевой щели, А; 1 мн - значение тока при выключенном источнике переменного напряжения, А. Для нахождения проекций границы трещины на поверхность блока достаточно один раз измерить ток смещения в 1 зоне (зона зародышевой щели), затем выключить генератор и измерить 1 мин, вычислить среднее арифметическое величин измеренных токов 1 о, включить генератор и определить на поверхности образца изолинию, в которой ток равен 1 о (при включенном генераторе), При этом требуется стандартная серийно выпускаемая измерительная аппаратура и отпадает необходимость в построении зависимостей тока смещения и градиента тока смещения от положения приемной пластины относительно оси отверстия.3 14253Формула изобретения Способ контроля границы трещины в образцах горных пород, включающий5 создание в образце трещины гидро- разрывом электропроводящей жидкостью, электрическую изоляцию жидкости, введение в нее электрода, подключение к нему источника напряжения, пе ремещение электрода в жидкости и по изменению напряжения на электроде определение границы трещины, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных воз24можностей способа за счет определения границы щели произвольной формы, на поверхности образца устанавливают датчик тока смещения, к электроду подключают источник переменного нап. ряжения, по поверхности образца перемещают датчик тока смещения и измеряют величину тока 1 мцс при включенном источнике и 1 щи при выклю - ченном источнике, а границу трещины определяют при включенном источнике по линии, в которой ток равен значению 1, соответствующему среднему арифметическому токов 1 мс,и 1 мцй,/5 я наб.,Про твенно-полиграфическое предприятие, г, Ужгор роектная,ВН1303 Составитель И,ФТехред Л. Олийнык И Государственного делам изобретений Москва, Ж, Рауш аКорректор Э.Лончаков митета СССРоткрытий