Способ определения напряженного состояния массива горных пород

ZIP архив

Текст

(23)Приоритет Гасударстеанвыа квиктет СССР о делам изабрете и вткрытвй) Авторы изобретен нукянбачинскВознесе в, И. 8. М чев, Асковский ордена Трудового Красного Зн горный институт71) Заявител 54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИ МАССИВА ГОРНЫХ ПОРОДн Изобретение относится к способам определения напряженного состояния массива горных пород, а также других объектов, находящихся в условиях одноосного напряженного состояния и мо-,5 жет быть использовано в горном деле для целей определения устойчивости горных выработок.Известны звукометрические способы определения напряженного состояния горных пород, в которых используются эффекты связи параметров акустической эмиссии с напряжениями и деформациями в горных породах 111.Основные недостатки :- .х способов -, трудности локализации разрушающихся участков, а также низкая надежность измерений из-за влияния внешних акустических шумов.Известен также способ определения напряженного состояния массива горных пород путем измерения продольных де" формаций скважины пройденной в исследуемом массиве 2 . Недостатком этого способа являетсяневысокая точность измерений вследст"вие произвольного бурения измерительной скважины относительно направленийглавных напряжений в горном массиве.Цель изобретения - повышение точности определения одноосного напряженого состояния массива пород.Цель достигается тем, что скважинупроходят в области углов полярных расстояний агссйдйб й - агссйд ГМк направлению главного напряжения,где Ф - коэффициент Пуассона горныхпород исследуемого массива, и, поменьшей мере одну дополнительную ска"жину в наперед выбранных направленияхостальной области углов, после чего,измеряя в скважинах продольные дефор"мации, сравнивают знаки приращенийпоследних, в момент совпадения которых судят о напряженном состояниимассива пород,На фиг. 1 показаны области угловпроходки в массиве пород скважины и20 Скважина, которую проходят в области углов 3 - агсс 19 Удй 66 С-агсс 19 ГЙ, в процессе нагружения не изменяет знака приращений продольных деформаций, что объясняется преобладающим30 влиянием на продольную деформацию скважины поперечных деформаций массива во всем диапазоне нагрузок.Дополнительные скважины (одна или несколько), которые проходят в облас ти углов агссй 9 ГФ)8-агссй 9 ММ в процессе одноосного нагружения меняют знак. Это объясняется преобладающим влиянием при малых нагрузках осевых деформаций массива Й ф), а 40 затем по мере роста нагрузки и увеличения коэффициента поперечных деформаций (аналога коэффициента Пуассонав неупругой области деформаций горных пород), преобладающим влиянием по перечных деформаций массива Е,ЩНомерами от 5 до 11 (фиг. 2) показаны диаграммы напряжение-деФормация Ьс"8 скважин, пройденных поп различными углами 1 6;.агсс 19 ЧМ; 8 , 50 ВАП 8; 80 ц к направлению главного напряжения, причем кривые 5-7 соответствуют области 3 углов проходки.Ва оси б, отложены характерные точки: бу - йредел упругости горных 55 пород б 0 - предел длительной. прочности горных пород; бч- предел проч-, ности горных пород; бк;п - произвольдополнительных скважин ф на фиг. 2 диаграммы напряжения-деформации скважин, пройденных под различными углами к направлению оси напряжения, на фиг.3- схема реализации способа.5Для удобства (фиг. 1) взят массив 1 пород, имеющий цилиндрическую форму (целик, колонна). Направление главного напряжения показано стрелками 2. Пози-. цией 3 обозначена область углов про- .10 ходки скважины, прилегающая к направлению 6 =, позицией ч - областьЛ.углов проходки дополнительных скважин. Границы между областями 3 и 1 определяются углами Оч = агсс 19 Ю и 6:15 = 1 с - агсс 19 .Причем принята сферическая система координат, для которой углы (померные расст ояни я ) определяют ся пределами О8 (2.Деление направлений проходки,скважин на две области 3 и ч объясняется тем, что в процессе нагружения массива, скважины ставятся в качественно различные режимы деформирования,25 ные состояния горных пород в интервале напряжений оп-бди.Из анализа диаграммы видно, чтодля кривых 5-7 смена знака приращенийне происходит вообще, а для кривых8-11 - происходит в точках б ,б;6 П ,60 Ч . Отсюда следует, во-первых,что для данного способа нет необходимости проходить более одной скважиныв области углов агссй 91,ц 464 й-агсс 19,во-вторых, в остальной области угловнеобходимо проходить, по крайнеймере, столько дополнительных скважин,сколько состояний массива горных пород необходимо фиксировать.Любое состояние 6 -бяточно определяется без фиксации начального состояния массива пород в момент совпадения знаков приращения продольныхдеформаций скважины, пройденной вобласти 3 углов и, по крайней мере,одной дополнит ел ьной скважины, которую,проходят в наперед выбранном направлении Ок области ч углов. Значение8устанавливается предварительным,массиве 1 пород под углом агссй 9"М 844 Й- агссй 9к направлению главного,напряжения 2 и дополнительная скважина 13 пройдена в выбранном направлении остальной области углов,Продольные деформации скважин измеряются с помощью идентичных продольных деформометров, состоящих из следующих элементов: штанг 14, с однойстороны жестко связанных с верхнимиреперами 15, с другой - с подвижнымиштоками 16 радиодатчиков 17, и нижних реперов 18, связывающих радиодатчик со стенками скважины.Данные о продольных деформацияхскважин 12 и 13 с радиодатчиков 17через антенны 19 поступают в беспроводную линию связи 20 и затем принимаются на пункте сбора и переработкиинформации 2. На этом пункте сравнивают знаки приращений деформаций скважин 12 и 13 и в момент совпадениязнаков приращений судят о напряжен ном состоянии массива горных пород налюбом этапе его напряжения, например,вследствие ведения горных пород.Формула изобретенияСпособ определения напряженного состояния массива горных пород путемИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Анцыферов И, С. и др. Сейсми"ческие исследования и проблема прогноза динамических явлений.М., "Наука"1971, с. 7-23.2. Кораблев А.А. Современные мето"ды и приборы для изучения напряженногосостояния массива горных пород, И.,5 цнаука", 1969, с. 66-89. 5 881320 6йзмерения продольных деформаций сква- деформации, сравнивают знаки приращежины, пройденной в исследуемом мас- ний последних, в момент совпадения сиве, о т л и ч а ю щ и й с я тем, которых судят о напряженном состоячто, с целью повышения точности опре- нии массива пород.деления одноосного напряженного сос- зтояния массива пород, скважину проходят в области углов полярных расстояний агссйуГМФ СЙ -агсс 19 ГФ кнаправлению главного напряжения, где(Ч - коэффициент Пуассона горныхпород исследуемого массива, и, поменьшей мере, одну дополнительнуюскважину, в наперед выбранных направлениях остальной области углов, послечего, измеряя в скважинах продольные

Смотреть

Заявка

2751174, 09.04.1979

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ГОРНЫЙ ИНСТИТУТ

ЯМЩИКОВ ВАЛЕРИЙ СЕРГЕЕВИЧ, МАНУКЯН МИХАИЛ МАНУКОВИЧ, МАЛЮЖИНЕЦ ДМИТРИЙ ГЕОРГИЕВИЧ, ПАВЛОВ ЛЕВ ЛЬВОВИЧ, КАРБАЧИНСКИЙ ВЛАДИМИР МИХАЙЛОВИЧ, МАСЛОВ АЛЕКСАНДР МИХАЙЛОВИЧ, МАКАРЫЧЕВ ВАЛЕРИЙ ИВАНОВИЧ, ВОЗНЕСЕНСКИЙ АЛЕКСАНДР СЕРГЕЕВИЧ, КОГАН ИЗРАИЛЬ ШМУЛЬЕВИЧ

МПК / Метки

МПК: E21C 39/00

Метки: горных, массива, напряженного, пород, состояния

Опубликовано: 15.11.1981

Код ссылки

<a href="https://patents.su/4-881320-sposob-opredeleniya-napryazhennogo-sostoyaniya-massiva-gornykh-porod.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Способ определения напряженного состояния массива горных пород</a>

Похожие патенты