Способ определения смещений массива горных пород

СООЗ СОЮТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК СЮ 4 Ер, Е КРЫТ ИЙ 39/О 49/О 01 С 15 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ТОР СКОМУ Т(71) Всесоюзный научно-исследовательский, конструкторско"технологический и проектно-изыскательский институт по осушению месторождений полезных ископаемых, специальным горным рабо- там, рудничной геологии и маркшей-. дерскому делу(53) 622,1,528.484(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР У 159296, кл. С 01 С 15/04, 1963,Авторское свидетельство СССР У 385041, кл. Е 21 С 39/00, 1970.Вилик Ш;М, и др. Приборы и аппаратура для исследования проявлений горного давления. М.Недра, 1958, с. 234"236.(54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СМЕШЕНИЙМАССИВА ГОРНЫХ ПОРОД, включающий установку реперов в пробуренной скважине периодическую регистрацию верти.капьных координат положений реперови сопоставление результатов исходныхи текущих наблюдений, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения точности определения смещениймассива горных пород путем определе- .ния пространственного положения реперов, определяют горизонтальные координаты положений магнитных реперовпутем перемещений по скважине ориентированного гироскопом трехкомпонентного магнитометра.Изобретение относится к горномуделу и может быть использовано дляопределения деформаций массива породв зоне их сдвижения,Цель изобретения - повышение точности определения смещений массивапород путем определения пространственного положения реперов,На фиг, 1 изображена фаза оконча"ния сооружения буровой скважины, нафиг. 2 в фаза окончания застрелкирепера, на фиг. 3 - эастреливающееустройство, часть разреза по ствольной камере с магнитным репером-пулей,на фиг. 4 - фаза окончания закрепления стенок скважины (обсадки) послеэастреливания репера, на фиг. 5 и 7 - фаза измерений координат магнитногорепера первоначальная и по истечениивремени соответственно, на фиг. 6и 8 - распределение магнитного поля,создаваемого постоянным магнитом,вмассиье пород при первоначальном измерении и по истечении времени соответственно, на фиг. 9 - график зави-.симости величины магнитного поля отрасстояния до магнитных реперов сразличным магнитным моментом.П р и м е р. Определение смещениймассива пород предлагаемым способомосуществляют следующим образом..На исследуемом участке бурят скважину 1 (фиг. 1) буровым станком типа УБЗШнли типа ЗИФ 650. Диаметрскважины 150 мм.В скважине 1 на определенных заранее глубинах с помощью застреливающего устройства 2 размещают, реперы 3(фиг, 2). Репер 3 представляет собойпостоянный магнит 4, снабженный демп"ферной оболочкой и размещаемый в корпусе 6 обтекаемой формы (фиг. 3).Застреливающее устройство 2 вклю"чает ствольную кайеру 7соединеннуюканалом 8 с пороховой камерой 9(фнг. 3). Воспламенение пороха 10осуществляют с помощью электрическойспирали 11, соединенной электрическийкабелем 12 с источником напряжения,находящимся на поверхности (не показано). После размещения в скважине 1 репера 3 (одного или нескольких) в случае. необходимости (в рыхлых;склонных к обрушению породах) проиэводят закрепление стенок скважины 1 путем установки обсадной колонны 13 (фиг, 4),Перед определением пространственного положения магнитных реперов 3(и соответственно координат смещенияпород) включают в работу гироскоп 14 5 (фиг. 3), жестко закрепленный с датчиками 15 трехкомпонентного магнитометра (например, типа ТСМК-ЗО), ре- ."гистрирующая станция 16 которого находится на поверхности, Путем переме щения датчиков 15 .по скважине 1 определяют (фиг. 6) горизонтальную проекцию Р репера 3 на ось И скважины 1.Точку измерения определяют по нульпереходу кривой Е (фиг. 6), при этом 15 вертикальную координату Е, .определяюттрадиционным методом; например мерной лентой.Горизонтальные координаты репера3 (не показаны) определяют по макси мальной величине вектора Т - векторанапряженности аномального магнитногополя и по форме кривой Н , т.е, погоризонтальной составляющей вектораТы (фиг. 6).25, После проведения первого цикла измерений фиксируют расстояние Е, отповерхности до репера 3 и его гори-зонтальные координаты Х . Затем через некоторое время проводят второй 5 я цикл измерений, фиксируя новое положение репера 3, т.е. Е , У Х,(фиг, 7 и 8)Разность показаний координат дает величину вертикальногосмещения пород, т.е.З 5 ь=Ъ Аналогично определяют смещения погоризонтали, т.е. дУ и ьХ (не пока"заны) .Выявление оптимальной величинынамагниченности постоянного магнита,который используется в качестве репера, проведено аппаратурой ТСМК-ЗО.1При этом подбирали магниты с разф 5 личным магнитным моментом от 1,6 до.6,2 кА/м (фиг, 9) и, изменяя расстояние между постоянным магнитом и приемными датчиками магнитомера ТСМК-ЗО,определяли наиболее оптимальный рабо чий диапазон (по чувствительности)магнитометра ТСИК. При этом установлено, что рабочий диапазон прибора ТСМКпо чувствительности ограничен пределом 4-20 см для постоян ного магнита с моментом 3, кА/м(Фиг, 9). Уменьшение магнитного момента примерно в 2 раза вызывает расширение диапазона измерений до 3 см,3 2443 однако сникает точность определения координат репера при расстоянии последнего от обсадки на 15-20 см. Общепринятая величина заглубления репера в массив 10-12 см.Увеличение магнитного момента в 2 раза вызывает расширение диапазона измерений до 25 см, однако снимает 11 4минимальный предел до 6 см и, крометого, большой магнитный момент создает дополнительные трудности приразмагничивании обсадных труб, т.е.наиболее подходящим постоянным магнитом в .качестве репера является магнитцилиндрической формы с моментом3,1 кА/м.1244311 Я(а г Фиг Уставитель Г.Алексеевхред О.Сопко штулине орректор В.Синицкая ное И 1130 5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Узтород, ул. Проектная, 4 едактор Н.Ки аказ 3791/34 Тирак 470 ПИ Государственного коми делам изобретений и о Москва, Ж, Раушская