Способ определения деформаций массива горных пород Советский патент 1984 года по МПК E21C39/00 

« Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при определении деформаций массива горных пород в условиях плоского деформирования на участках, представленных горными породами однородного состава. Известен метод определения дефор маций массива горных пород по изуче нию, поперечных и продольных деформа ций скважин, пройденных в данном массиве. Деформации скважин измеряют деформометрами, которые предварительно помещают в измерительные скважины d J. Метод применим при долговременны измерениях и при измерениях на боль п;ихплощадях в условиях сухих ЙКважин соответствия метрологических характеристик деформометров физико-механическим характеристикам горной породы. При необходимости измерения деформаций на ограниченном, участке в определенный момент времени он неприменим, если заблаговременно не прошли скважину в исследуемом массиве и не установили в ней деформометр. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является спо соб определения деформаций массива горных пород в условиях плоского деформированного состояния на участ ках, представленных горными породами однородного состава, включающий изме рение удельного электрического сопро тивления горных пород в массиве. Данный способ основан на корреляцион ной зависимости между удельным электросопротивлением массива горных пород и его напряжению - деформированным состоянием ,21, Однако на величину удельного электросопротивления горных пород оказывает влияние влажность, трещино ватость и другие факторы, что снижае точность определения деформаций. Цель изобретения - повьшение точности. Указанная цель достигается тем, что согласно способу определения деформаций массива горных пород в условиях плоского деформирования на участках, представленных горными породами однородного состава, включающему измерение удельного электри ческого сопротивления горных пород в массиве, определяют главные комА272поненты тензора удельного сопротивления, а деформации массива горных пород F и - вычисляют по формулам с - -1 2-f, rгде БЗ деформации массива в главньк направлениях: Р - главная компонента тензора удельного электросопротивления в направлении, соответствующем.перпенди куляру к плоскости деформирования; ИР - главные компоненты тензора удельных электросопротивлений, соответствующие направлениям плоскости деформирования. На фиг. 1 показана схема измерения составляющих тензора удельного электросопротивления параллельно оси ох; на фиг. 2 - то же, под углом 70° к оси OZ. Способ реализуется следующим образом. В исследуемом массиве бурят три параллельные скважины на необходимую глубину таким образом, чтобы линии, соединякнцие устья этих скважин, образовали прямой угол, причем линия, соединякяцая скважины О и 1 , должна быть перпендикулярна к плоскости деформирования.. Измерение удельного электрического сопротивления (УЭС) массива в скважинах производят по схеме потенциал-зонда, т.е. электроды В и П заземляют в удаленной точке , а электроды А и М помещают в исследу1емые скважины. Измерительный электрод М помещают в скважину О, а питающий электрод А и сважину 1 (фиг. 1). Перемещая одновременно электроды в скважинах через 15-25 см, измеряют ток 1 и разность потенциалов Л Ч. Затем электрод М помещают в скважину 2, а электрод А - в скважину О и производят измерение как и в предыдущих скважинах. Третье измерение производят в скважине 0. Электроды Л и М укрепляют на непроводящем штоке длиной 1,5 М и, перемещая их по гкважина, производят аналогичные измерения. Четвертое измерение прои.ишдят по схеме, когда электрод М помещен в скважину 2, а электрод А - в скваж ну О, таким образом, чтобы угол меж горизонталью и линией, соединяющей электроды А и М, составлял 60. Пе ремещая одновременно электроды с т же шагом, производят измерения тех же параметров, что и в предыдущих случаях. Определение деформаций массива осуществляют по следующим формулам 9 -: . Г. V 11 Р TT-Cos oL-if.sinoL Р - -,3 -f - - Vp.. - cos2c(. где б, и g - деформации массива в главных направлениях 2 и 3, а компоненты тензо ра УЭС определяются из формул .cosZoi ( (y-,) TiTrly/yaf оИ%Дп° y.sinV .d V . , . Ь„,Р„,л ., j с т . , f-i - r2 (,|51пТГ(Гз-Г15 9yjCos SJlгде расстояния между электродами, помещаемыми в соответствующие скважины; Uo и результаты четвертого измерения. Цифрами у букв 1 и iV отмечены номера скважин, между которыми измерялся данный параметр. Положительным значениям t и 6.j отвечают сжимающие напряжения, отрицательным - растягивающие; ct - угол, который составляет с осью OZ главное нормальное направление тензора УЭС, соответствующим значению Поскольку деформация в направлении оси ох равна нулю, то р, в этом направлении соответствует удельному электросопротивлению в разгруженном состоянии массива, с которым следует сравнивать УЭС нагруженных участков массива. Экономический эффект от изобретения обусловлен более высокой точностью определения деформированного состояния горных пород, что позволяет рационально проводить крепление выработок.

0UlJf

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДЕФОРМАЦИЙ МАССИВА ГОРНЫХ ПОРОД в условиях плоского деформированного состояния на участках, представленных горными породами однородного состава, включающий измерение удельного электрического сопротивления горных пород в массиве,отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения деформаций, определяют главные компоненты тензора удельного сопротивления, а деформации массива горных пород f2 Ej вычисляют по формулам гг -1 11 f. 11 главная компонента тензора где f 11 удельного электросопротивления в направлении, соответствующем перпендикуляру к плоскости деформирования; j N р - главные компоненты тензора удельного электросопротивления соответствующие направлениям плоскости деформирован я.