Способ оценки напряженного состояния горного массива Советский патент 1983 года по МПК E21C39/00 

точности опредепения направпения действия главных компонент тензора напряжений, базу измерений изменяют от 5 до

9 диаметров вьгработки, определяют значения на нескольких базах, а попучениые значения Q.MOKC усредняют.

1. СПОСОБ ОЦЕНКИ НА ПРЯЖЕВДОГО СОСТОЯНИЯ ГОРНОГО МАССИВА, основанный на возбуждении в массиве пород вокруг выработок искусствев,1юго апектромеигнитного попа и измере- ; :НИИ его параметров, путем размещения в горной выработке излучающего и приемвого М9Г1ЯТНЫК дипопей ш котором : расстоянии оЬюн от другого и их перемёщевия, отличающийся тем, что, с цепью снижения трудоемкости и ловышёнш тояностр измерений, определяют угол, между предварительно оривнтщюванвымв пара ппепьно один другому И ортогонапьно оси выработки магнитннмн моментами дшюпей и. горизонтальной лпоск костыо, при котором регистрируют мин мапьвое значение относительной харакtepBCTBKH попяс Ь ;, 1 . где с величина ЭДС, индуцированной в прпюмшм дшгопе в выработке; Дд« вепичива ЭДС, имдухгарованной в приемном дипопе на поверхности, првводят многоразностное эпектромагти вое зондирование при данном угпе к по ваименыпему значению h судят о попожении наибопее напряженного участка ,массива, а о шправпении действия главных компонент тевэора напряжений - во его .наибольшему значению. 2.Способ по п, 1, от п и ч а ю - , щ и и с я тем, что базу многоразностйого эпёктромагнитного зондирования и меняют от 2 до 5 диаметров выработки, определяют базу измерений, при которой величина Ь понимает наименьшее значение, и определяют расстояние до зоны максимума опорного давления по формуле i I MMH-d .,гда к - расстояние до зоны максимума (П - опорного давления; Гмйц. за измерений, при которой-величина h минимальная; о - дш1метр выработки, этом наиболее напряженными считают те участки, для которых величинами минимальная. ю 3.Способ поп,, отличающий с я тем, что измерения h водят в вертикальной плоскости, наприоо мер в стволе, при базе измерений, на ;которой влиянием выработки на распре: деление поля можно пренебречь, определяют азимут направления магнитного момента диполей , при котором ; регистрируют максимальное значение величины h путем синхронного вращения дшюлей относительно вертикальной плоокости и принимают его за направление :действия максимальной компокенты тен|зора напряжений. 4.Способ по п. 3, отличаю - щи и с я тем, что, с целью повышения

Изобретение относится к горному дапу и предназначено для определения распределения напряжений в массиве горных пород. Известен способ Изучения ассива горшьгх пород, основанный на индуктивном возбх кдении в массиве пород электромагнитного поля с помощью изпучак щего магнитного дипопя, Магввгный момент которого ориентирован вдоль оси скважины и измерении) приемным диполем передвигающимся относительно неподвижного излучающего, характеристик магив ного поля на оси скважины l . Недостатком данного способа является ограниченная область всспедования и невозможность опредепения распределения поля напряжений в массиве. Известен также способ оценки напряженного состояния горного массива, оонованный на возбуждении в массиве .пород вокруг выработки искусственного электро магнитного поля и измерении его параметров, путем размещения в горной выработке излучающего и приемного магнитных диполей на некотором расстоянии друг от друга и их перемещение 2. Недостатком данного способа является высокая трудоемкость измерений, связаоная с необходимостью предварительного определения направления действия главны напряжений, и низкая точность измерений. Цепью изобретения является снижениетрудоемкости и повышение точности измерений. / Кяаэанвая цепь достигается тем, что согласно способу оценки напряженного состоя ния горного массива, основанном на возбужденик в массиве пород вокруг выработок искусственного эпект{х магн0т ного попа и взмереики его параметров, путем размещения в горкой выработке излучающего и приемного магнитных дедопей iffl некотором расстоянии один от другого в их деремешения, определяют угеп между предваритепьво ориентврова кымй пара ЛГИ льно один другому в ортого тэно оси выработки магнвтвымв МОментами диполей и горизонтальной ппоо костью, при котором регистрируют мшвнмальное значение отнвсвтельвой хрхарак теристики поля - . . U-E . . :,: где - величина ЭДС, индуцированной в ;-, приемном диполе в выработке; Q- величина ЭДС, индуцированной в приемном диполе на noBepxHocTBt 1ФОВОДЯТ многоразностное электромагввт- нов зондирование при данном угле в по 7 наименьшему значению h судят о поло- : женви наиболее напряженного участка массива, а о направлении действия г1гюв ных компонент тензора нащяженвй - по егчэ наибольшему значению. . Кроме того, базу многоразностного электромагнитного зовдированвя изменяют от 2 до 5 диаметров выработки, рпр© деляют базу измеренвй, при которой вел чвиа h првнимает вавйеньшёе значевве, в определяют расстоявве до зоны мума опорного давлервя по формуле где X - расстоянве до зоны максимума опорного давления; t An -база измерений, прв которой велвчвна П мвнвмапьная; J - дваметр выработкв, при этом навболбе ва1фяжевнымв считают те участкв, для которых велвчвна h М нимапьная. Измерения h проводят в вертикальнойплоскости, напрвмер 6 стволе, прв базе взмереввй, на которой впвянвем вь1работкв на распределевве поля можво пренебречь, определяют взвмут вапраМ1 ленвя магнвтвого момента двпопёйф |при котором регвстрвруют макстъ(апьвое значевве величввы h путем сввхровв о враш@Ш я двполей отвоевтельво вёртвкдпьвой ппоскоств в 1фвввмак т его за ваправленю действия максвмальвой комповенты тевэора ващжжеввй. А с цепью повышения точности опреаепетя направления действия главных компонент тензора напряжен1{й базу вэмеренвй изменяют от 5 до 9 диаметрсна выработки определяют AHaiieHHaQj Q g на весжопькж базах, а подученные звачения Qjj Citjc усредняют. На чертеже показано положение дипопей в выработке. Для оценки напряженного состояния горного массива используются ось 1 горной выработки, излучающий диполь (излу чатель) 2, приемный диполь (приемник) 3, высокочастотный генератор 4, высокочасто ный измеритель 5, магнитили мсментМ излучающего диполя, соответ ственно магнитные М Л| М и Е| -, Ej пйиемнотч) диполя в исходном 1 и после .поворота ва угол (|д/, - 1J положениях в при базе Г 2(}, магнет шли момент Ел приемного- .диполя в полсжении n,9f несенного на расстояние .;- ;;:;, : - -;: Способ осуществгюется следующим обгpBiSOM.: -. - . --- ..;.- - / :: Излучающий диполь (излучатель) 2, .подключенный к портатвозному ьысокочас тотвому генератору 4, располагают 1ш оси 1 выработки. Приемный диполь (приемник) 3, подкщЬченный к высокочастотному измервЕ- / телю 5, расявэлагакзт в той же выработке ва её оси 1 на расстоянии Г (Г 2 ; в случае ы 1д0шния иаибопее напртжен/ввах участков горного массива и.Г 7 в случае опенки направлениядействия главных компонент тевзора напряжений).: , Излучающий 2 в првемЕнлй- 3 пшют ориентируют. в одной плоскости 1 (rqp : 3онтальной - в случае определения нав напряженных участков горного , ;. массива и вертикальной - в случае оценки направления действия главный компонент тензора йнпряжения), проходящей через ось 1 выработки, так, чтобы нцтные моменты излучающей М| и приг темной Е рамок были параллельны между : собой и ортогональны к чэси 1 горной клработки. От генератора 4 подают ток шлсокой частоты в из лучающую диполь / (антенну) 2. Иш серяют ЭДС, индудировашхую электромагвЕИтным полем в маосюю пород в приемном диполе (антенвю) Зф Сйюотаают отношение (М) ЭДС,инду-. вврсланнрй в приемной рймкё Е и ЭДС ;В воздухе - Е на же рйсстоянив ; (Ь , в nepjB(% бпучае-, т 7d во втором случае). По изменению относительной характеристики роля Н судят об взменении напряженного состояния около ; горной- выработки. Плоскость антенн иэ-, лучающей 9 и ггриемной 1О синхронно поворачивают вокруг горизонтальной плоог кости с щагом Л (} ЗО и при каждом положении рамок проводят измерения Ь| Оценивают угол поворота установки ( , при котором отношение ЭДС достигает экстремальных значений. В случае выде- ления наиболее напряжен ых участков горного массива определяют угол 1юво|рота установки Cf Q/u вокруг го;жзонтальной плоскости, при котором отношение становится минимальным И л щj, ц при базе измерений Т 2 (J. Затем фикс1фу50т угол О.дд, изменяют базу измерений h от ) 2d до с интервалом йГ О,5 м и находят минвктлшое значение котором h становится минимальнымf по значе рию г дни vf находят ра х гояние Участки горного массива. ((ЯЛя которых X 4 имеет минимальное зн :ченйе f. « Х Mmin считаются наиболее на: пряженными, а степень интенсвввоств ва : грузок В максимуме зоны опорного давления характеризуется величиной h, ин Р уменьшением величины Ь, ,j интенсив- . Гность нагрузок возрастает. В случае оценки направлешя действия гпавных компонент тензора напряя НИИ . в нетронутом массиве определяют азв . ; мут поворота установки Q д вокруг вертикальной плоскости, при котором отно шениб Ь становится максимальным К в ,g при базе измерений V 7 6т норительно Направления севери-юг. Угол .xapaKTepH3yeT направ1юнве действия главных компонент тензора напряжен I НИИ. Для повышения точности и учета ио:кажающих ф& Еторов на результаты реНИИ (например, геологических неодно1родностей среды, которые не учитываются ;в известном устройстве) проводят изме- ;рения с -переменвой базой измерения h Kofr до t ) с интервалом м. Полученные при разных базах Iизмерений, значения азимута угла пово,рота установки 0 «акс|,Омакс4,-..1 максп ..h |осредняют: акс Г Эмакс|11п. где И бвсло измерений, численно равное двум диаметрам выработки (г 2 ). Изменение базы измерений р (многоразностные