Способ определения направления действия максимальных напряжений в горном массиве Советский патент 1983 года по МПК E21C39/00 

Изобретение относится к горному делу и предназначено для определения напряженного состояния однород ного массива горных пород.

Известен визуальный способ оценки налряженности пород, включающи1й бурение в стенках выработки скважин систематическую фиксацию положения участков разрушения на их контурах и определение по ориентации зон рарушения пород направления действия наибольших сжимающих напряжений 1

Однако этот способ характеризуется низкой оперативностью определения направления действия максимальных напряжений, так как необходимо длительное время для образования разрушений на контуре скважин.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ определения направления дейсвия максимальных напряжений в горном массиве, включающий бурение взрывных скважин, заряжание, внутреннюю гидрозабойку, герметизацию скважин и взрывание, а после взрывания оценивают силовые векторы действующего поля напряжений по форме и размерам образовавшихся полостей 2.

Недостатками указанного способа являются высокая трудоемкость и низкая точность, связанная с влиянием мелких нарушений стенок скважины, образующихся при бурении, на размеры и форму .полученной при взрыве полости.

Цель изобретения - снижение трудоемкости и повышение точности измерений .

Указанная цель достигается тем, что согласно способу определения направления действия максималь.ных напряжений в горном массиве, вклю чающему бурение взрывных скважин, заряжание, взрывание и фиксирование участков разрушения, бурят контрольные скважины параллельно между собо по окружности, а взрывную скважину в центре этой окружности и по положению разрушений, образовавшихся после взрывания скважины, определяют направление действия максимальных напряжений.

На фиг. 1 показано расположение скважин; на-фиг. 2 - пример определения направления действия максимальных напряжений.

Способ осуществляется следующим образом,

В стенке выработки 1 бурят параллельные между собой контрольные скважины 2 по окружности с радиусом Я , равным оптимальной для данных условий взрывания линий наименьшего сопро.тивления. В центре этой окружности бурят взрывную скважину 3,

которую заряжают зарядом взрывчатого вещества и взрывают. При этом происходит разрушение целика 4 между заряжаемой и контрольной скважиной, которое и показывает направление действия максимальных напряжений,

Основой предлагаемого способа является то, что при взрывании заряда в напряженном массиве его основное действие связано с вектором максимальных напряжений, действующих в массиве (фиг. 2).

Экспериментальные данные по взрыванию зарядов тэна в образцах из оргстекла и мрамора при одновременном воздействии на образец неравномерно приложенных напряжений ука-г зывают на то, что пробивное расстояние между заряжаемым и незаряжаемым отверстием в направлении действия максимальных напряженийбТ от з 2-3 раза .повышает предельно пробивное расстояние в направлении действия минимальных нaпpяжeнийC7m1, , которые направлены перпендикулярно к максимальным. Следовательно, в случае напряженного состояния массива разрушение между заряжаемой и незаряжаемыми скважинами всегда происходит в направлении действия максимальных напряженийi

Применен11е предлагаемого способа позволяет снизить трудоемкость при определении направления действия мак-симсшьных напряжений в массиве за счет упрощения процесса измерений, так как отпадают операции по выполнению внутренней гидрозабойки, герметизации устьев скважин при помощи специальных устройств, удалении после взрыва внутренней забойки, герметизаторов и измельченной при взрыве породы. Применение предлагаемого способа повышает точность измерений за счет того, что зона разрушения при его использовании в 2-3 раза больше, чем при использовании известного способа, поэтому отпадает необходимость использования специальных устройств для измерения зон разрушения.Кроме того, при измерении напряженного состояния массива в призабойной зоне (на глубине 2 4. ;.i) В предлагаемом техническом решении возможно применение шпуров вместо скважин. Это становится возожным за счет использования контрольных незаряжаемых шпуров, котоые увеличивают зону разрушения с 2-3 до 5-7 диаметров заряда. Приенение шпуров небольшого диаметра известном способе недопустимо, ак как образованная при взрыве аряда малого диаметра полость имет небольшие размеры, что затрудяет измерение ее профиля и резко нижает точность измерения.

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРАВЛЕНИЯ ДЕЙСТВИЯ МАКСИМАЛЬНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ В ГОРНОМ МАССИВЕ, включающий бурение взрывных скважин, заряжание, взрывание и фиксирование участков разрушения, отличающий-с я тем, что, с целью снижения трудоемкости и повыяения точности измерений-, бурят контрольные сквс1жииы параллельно между собой по окружности, a взрывную скважину бурят в -Центре этой окружности и по положению разрушений, образовавшихся после взрывания скважины, определяют направление действия максимальных напряжений..