Способ контроля устойчивости горных выработок Советский патент 1985 года по МПК E21C39/00 

uFcdi,

fyan ffnum flfpaia

FciS(

at

to

fcilut

cflut (Put,f

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве воздействия на горную выработку используют естественные природные воздействия.

3. Способ по п. 1,отлича- ю щ и и с я тем, что в качестве воздействий нагорную выработку используют технологические воздействия,создаваемые при ведении горных работ.

1. СПОСОБ КОНТРОЛЯ УСТОЙЧИВОСТИ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК, заключающийся в осуществлении заданного воздействия на массив в окрестности горной выработки и определении скорости деформации горной выработки, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и надежности контроля, определяют исходную скорость деформацииj осуществляют последовательные равной величины воздействия на массив в окрестностях горной выработки измеряют максимальные приращения скоростей деформации горной вьфаботки в результате воздействий и минимальные S скорости деформаций в паузах между воздействиями и по последователь(Л ным изменениям приращений скоростей деформации.судят об устойчивости горных выработок.

1

Изобретение относится к горному . делу и моясет быть использовано для контроля устойчивости бортов, уступов и отвалов на карьерах, целиков и по- олочин в подземных выработках и, кроме того, в строительстве и т.п.

Целью изобретения является повышения точности и надежности контроля.

На фиг. 1 изображена зависимость между деформацией сдвига Jf сдвиг силой сопротивления сдвигу здесь же показана исходная сдвигающая сила РСАВИГ, последовательные воздействия йРсдвиг например, уменьшающие устойчивость горной выработки; на фиг, 2 - последовательные воздействия А РСДЗЦ пример,уменьшающие устойчивость горной выработки и изменение во времени скоростей ее деформации V ,где У ист, деформация сдвига, по достижении которой наблюдается установившаяся постоянная скорость деформирования; Y к-риг, предельная (критическая) деформация сдвига, установленная лабораторными испытаниями Пород или натурными наблюдениями, по превьш1ении которой начинается уменьшение сил сопротивления сдвигу У Крит, деформация сдвига, по превышении которой силы сопротивления сдвигу становятся меньше сдвигающих.

В качестве воздействия F могут рассматриваться воздействия различной физической природы, увеличивающие сдвигающие силы, уменьшающие силы сопротивления сдвигу или влияющие на те и другие силы одновременно. Это могут быть взрывы, собственный вес и вибрации от работы технологического оборудования, повышение уровня подземных вод или увеличение количества осадков

и другие. Общей их чертой является то, что длительность этих воздействий много меньше времени существования выработки.

Данный способ осуществляют следующим образом. . Например, необходимо оценить устойчивость борта карьера. Вкрест простирания борта устанавливают

рабочие репера (железные стержни длиной 1 м и диаметром 30 мм). При помощи светодальномера МСД-1 и теодолита Т-05 (Т1, ОТ2М) определяют смещение рабочих реперов относительно опорного репера, который

привязывают к геодезической сети. По измеренным деформациям определяют положение поверхности скольжения, вкрест простирания которой

0 устанавливают высокочувствительный измеритель перемещений (например,лазерный интерферометр ИПЛ-ЗОК).Затем на протяжении 1-2 ч измеряют исходную скорость деформации призмы возможного

5 обрушения. После этого у основания откоса производят взрыв взрывчатки весом 5 - 30 кг (устанавливается экспериментально в зависимости от размеров контролируемого борта:

0 чем больше призма возможного обрушения, тем больше вес взрывчатки). Фиксируют максимальную скорость деформации во время воздействия и минимальную скорость деформации после воздействия через 1 - 2 ч после воздействия. Если скорость через 1 - 2 ч после воздействия снизилась до исходной величины, -следующие испытания можно провесQ ти через 1, 2 и более суток, в зависимости от первоначальной информации, о степени опасности состояния откоса. Если скорость деформации через 1 - 2 ч поело взрыва не снизилась до исходной величины, можно 31 предположить, что состояние откоса опасное и следующее испытание следует проводить лишь после предварительного дистанционного контроля скорости деформации откоса другими методами (например, светодальномером МСД-1). Если на протяжении 1 - 2 сут пе наблюдается закономерного и существенного (более чем троекратного) возрастания скорости деформации от1:осительно ее исходной ющее испытание откоса зарядом тога же или даже меньшего веса. В последнем случае сопоставляется изменение степени воздействия заряда меньшего веса на устойчивость откоса и вызванное им приращение скорости деформации по сравнению с предыдущим воздействия. Если с.корости, измеренные во время воздействия и через 1 - 2- ч после него превышают соответствующие показатели предыдущего испытания, откос неустойчив. Дальнейшие испытания прекращаются. Производится про ноз времени до обрушения. Принимают меры по повышению безопасности рабочих и оборудования и меры по предупреждению оползня. Если во время испытаний наблюдается увеличение скоростей деформации, замеренных во время воздействия а минимальные скорости деформаций спадают до исходных, объект устойчив но необходимо вести непрерывный конт роль за его деформациями, так как степень устойчивости откоса с ростом деформаций непрерывно уменьшается. Если приращения максимальных скоростей деформаций от воздействия к воздействию нарастают, а минимальные скорости деформации спадают до исход ной, объект устойчив, но степень его устойчивости с ростом деформаций пад ет; если приращения максимальных ско ростей деформаций в результате возде ствий и минимальных скоростей от 2 воздействия к воздействию нарастают, объект неустойчив. Кроме того, в качестве воздействий на горную выработку используют естественные природные воздействия, а также технологические воздействия, создаваемые при ведении горных работ. Когда горная выработка устойчива, она в отсутствие воздействий деформируется с постоянной скоростью. В результате подачи дестабилизирующего воздействия скорость ее деформации возрастает, но после воздействия спадает до исходной величины. Когда горная выработка еще устойчива, но с ростом деформаций степень ее устойчивости снижается, то в отсутствие воздействий она продолжает деформироваться с постоянной скоростью. При осуществлении серии кратковременных воздействий максимальная скорость деформирования горной выработки от воздействия к воздействию нарастает, а в паузах между воздействиями скорость деформирования спадает до исходной величи1Н 1. Если горная выработка неустойчива, то скорость ее деформирования постоянно нарастает даже в отсутствие дестабилизирующих воздействий. При подаче ряда дестабилизирующих воздействий максимальные и минимальные скорости деформации монотонно нарастают. Данный способ может быть легко реализован с помощью серийно выпускаемого оборудования. Таким образом, осуществляя серию воздействия на массив в окрестности горной выработки и исследуя реакцию выработки на эти воздействия, можно определить степень устойчивости горной выработки в рассматриваемый момент времени и прогнозировать время до ее разрушения, что можно осуществлять в соответствии с известными методиками.

Л|(

Q

У t

И

J

J

1риг.2