Способ определения фракционной структуры скального массива Советский патент 1984 года по МПК G01N15/00 

Уча(т6к1 У частffкг УчостокЗ Изобретение относится к области испытаний геотехнических свойств грунтов, а более конкретно к способам определения фракционной структуры скального массива для прогноза .зернового состава каменного материала, получаемого взрывом. Известен способ ойределения фракционной структуры скального массива с помощью коэффициента трещинной пустотности, под которым понимается отношение площади трещин (в любой плоскости) к площади породы С13Недостатком данного способа является невозможность выполнения прогноза зернового состава каменного материала, получаемого взрывом в тре щиноватом скальном массиве, поскольку с помощью этого способа возможно дать лишь качественную характеристик трещиноватости массива, не вьщеляя его фракционную структуру. Наиболее близким к предлагаемому является способ определения фракцион ной структуры скального массива, включающий обнажение скального масси ва и измерение расстояний между естественными трещинами в двух взаимно перпендикулярных плоскостях 121. Недостатком и:звестного способа является невысокая точность определе ния фракционной структуры скального массива для прогноза зернового соста ва каменного материала, получаемого взрывом, так как расстояния измеряют только между хорошо видимыми естественными трещинами без учета мелкозернистой структуры скального массива и щебенистого заполнителя крупных трещин. Целью изобретения является повышение точности определения фракционной структуры скального массива за счет учета мелкозернистой фракции. Цель достигается тем, что соглас но способу определения фракционной структуры скального массива, включающему обнажение скального массива измерение расстояний между естественными трещинами в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, производят дополнительное обнажение скал ного массива взрывами рыхления, отбирают пробы каменного материала из естественных трещин и рассевом и определяют мелкозернистые фракции, по которым рассчитывают длины участ ков, отвечающие каждой мелкозернистой фракции, а расстояния между естественными трещинами определяют с учетом длин участков, отвечающих каждой мелкозернистой фракции. На фиг. 1 изображен скальный массив с указанием створа, по которому вьшолняют измерения расстояний между естественными трещинами; на фиг.2 фрикционные структуры скального массива, полученные по известному и предлагаемому способам. Способ осуществляют следующим образом. На обнаженной поверхности скального массива намечают несколько взаимно перпендикулярных створов длиной не менее 10м. Вдоль намеченных створов измеряют расстояния между естественными трещинами, и распределяют эти расстояния по фракциям зернового состава. На участках створов, где встречается мелкозернистая структура или щебени.стый заполнитель естес1венных трещин, отбирают пробы массой до 10 кг, которые рассеивают на фракции зернового состава, и рассчитывают длины y4actKOB, отвечаюЕцие каждой мелкозернистой фракции по формуле trhiB, где t - длина отрезка, отвечающая i-й мелкозернистой фракции, см, i - полная длина участка, содержащая мелкозернистую структуру, или ширина трещины с щебенистым заполнителем, см, f - относительное содержание мелкозернистой ъ -и фракции в пробе каменного материала, рассеянного на фракции . Пример. Систему естественной трещиноватости обнажают взрывами рыхления. По намеченным одиннадцати створам (длина каждого створа равЩ1ется 10 м) производят измерение расстояний между трещинами, запись ведут в табличной форме. В таблице приведена запись измерений, произведенных по одному из одиннадцати створов, показанному на фиг. 1. В графах 2 и 11 этой таблицы результаты измерений записаны в виде

3

дроби, в числителе записаны расстояния от начала створа, а в знаменателе - разность между ними, т.е. расстояния между естественными трещ нами. В данном створе имеется пять участков, содержащих мелкозернистую структуру, неподдающуюся линейному измере шю (фиг. 1). На этих участка отбирают пробы каменного материала для рассева на фракции. Результаты рассева проб каменного материала на этих пяти участках приведены в графах 6-7 для расстояния 446-493 с 2-4 для расстояния 505-595 см, 6 и 7 для расстояний 611-746, 746-765 и 809-901 см. Длины участков, отвечающие каждой фракции, в этом случае определяют по формуле

В трех последних строках таблицы даны суммарные длины участков, отвечающих каждой фракции в абсолютных (первая строка) и относительных (вторая строка) единицах и суммарные значения процентного содержания каждой фракции в скальном массиве.

На фиг. 2 показана осредненная по одиннадцати створам фракционная структура трещиноватого скального массива, полученная с помощью пред134

лагаемого способа (кривая 1), и осредненная фракционная структура скального массива, полученная с помощью проведения опытных взрывов с последующим рассевом горной массы на фракции зернового состава (кривая 2) .

Как видно из фиг. 2, эти кривые

практически совпадают. Максимальное расхождение для фракций менее 40мм составляет 17,5%. Фракционная структура скального массива, полученная по известному способу (кривая 3), существенно отличается от полученной по предлагаемому способу. Максимальное различие, например, для фракций менее 160 мм составляет 5,1 раза. Применение предлагаемого способа, по сравнению с известным, позволяет повысить точность определения фракционной структуры скального массива более чем в 5 раз за счет более полного раскрытия естественной

трещиноватости взрывами рыхления и учета мелкозернистых фракций pacfceвом проб каменного материала, снизить трудоемкость и стоимость не менее чем в 2 раза за счет уменьшения

объема опытно-производственнЕлх взрывов .

1Л

5 :

О

t

tn

40

Т

с

VO

оо

m

Л

м

СЧ

со о с

ю л

vr

1Л оо st

00

N 1Л

со

ю

fO

00 см

Г-.

r

со

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФРАКЦИОННОЙ СТРУКТУРЫ СКАЛЬНОГО МАССИВА, включающий обнажение скального массива, измерение расстояний между естественными трещинами в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, отличающийся тем, что, с целью повышения точности за счет учета мелкозернистой фракции, производят дополнительное обнажение скаль ного массива взрывами рыхления, отбирают пробы каменного материала из естественных трещин и рассевом их определяют мелкозернистые фракции, по которым рассчитывают длины участков, отвечающие каждой мелкозернистой фракции, а расстояния межСП ду естественными трещинами определяют с учетом длин участков, отвечающих каждой мелкозернистой фракции.

см

о

т

I

01

ег

ш г со

CM r 4jо г-

о r VJго

CO

r

r

CM

f

oчО

1Л

о ш см

.3о

eg I

4t

ю ст

О 1Л CN

о о

см

см

Щ

col

yi|

о 00

CM

k

о a I

oc

00

(Л

00 см ст

CTi 04

«л -t

т

ОО

1Л

п а

1Л

ю

о со о%

о

СП ON

00 CM

ON

СО -3ON

О ГО О

о о о

г

о о

о

г

о о

«i

о

со

со

ON СО

ЧГ

in

- 1Л

ш

V

г

vO

NO

ON

г.

г Ю

Ш

«эo

-

ч чО

vO

1Л

О

«

Ш U-I

ГО

г

« ОО

ьО

г

«t

I

г

00

ОО

00

fK

см

м ; о «

U

к у

I осе

О)я

S ffi Xо

м

я « rt лS

XН

«

« а н с;о

ь«

ц) X о сеи

уь

р, X о :(в

п)о

е о о уX

гго

и