Способ определения степени удароопасности массива горных пород Советский патент 1985 года по МПК E21C39/00 

Изобретение относится к горному делу и предназначено для определения степени удароопасности массива горных пород вокруг горных выработо на больших глубинах. Цель изобретения - повьшение достоверности определения на больших глубинах. Эксперимент ьно установлено, что показателем перехода массива в неудароопасное состояние может служить наличие двух и более зон наведенной трещиноватости пород вокру горных выработок. Это объясняется м ханизмом релаксации упругой энергии горных массивов путем развития проце сов ползучести и пластичности пород, при которых накопленная избыточная потенциальная энергия расходуется на образование дефектной структуры, пер водящей массив на более низкий энергетический уровень, недостаточный дл образования горных ударов. В этой св зи прогнозирование состояния удароопасности участков массивов вокруг обнажений предлагается проводить, основываясь на дефектной структуре горных пород и ее развития при попадании этого участка в зону влияния очистных работ. На фиг, 1 - 3 изображены скважина 1, геофизический зонд 2, зоны 3-6 наведенной трещиноватости, зоны 7-9 концентрации напряжений и графики, поясняющие предлагаемый способ. Способ осуществляют следующим образом. В стенке выработки (фиг. 1) на глубину не менее трех ее диаметров выбуривают скважину 1, в которую помещают геофизический зонд 2 и осущес вляют геофизический каротаж с шагом 20-25 см. При этом нижняя граница по длине скважины, равная трем диаметрам выработки, выбирается, исходя из расчетной области влияния одиночной выработки, при исследованиях по скважинам меньшей длины теряется наи более важная геомеханическая информа ция. По результатам каротажа строят диаграммы измеряемого геофизического параметра р, По диаграмме параметра р , основываясь на известных методиках, определяется местоположение зоны 3 наведенной трещиноватости (фиг. 1) в глубине массива и зоны 7 концентрации напряжений, а также оценивают относительную величину на82пряжений в зонах их концентрации. Достоверность информации повышается, если, скважины бурят веером поперек выработки. По мере попадания прогнозируемого участка в область влияния опорного давления от горных работ геофизический каротаж в скважинах производится несколько раз в зависимости от скорости продвижения очистных забоев. По полученным диаграммам параметра f строятся графики распределения опорного давления вокруг горной выработки, а также наносятся зоны 3 и 4 наведенной трещиноватости (фиг.3). Для оценки степени удароопасности на основе изучения напряженно-деформированного состояния пород вокруг выработки используют следующие критерии. На фиксированный момент времени вокруг горной выработки существует как максимум одна приконтурная зона 3 трещиноватости (фиг. 1) с эпюрой горного давления. При попадании выработки в область опорного давления от очистных работ структура графика не изменяется с монотонным (пунктирным) увеличением значений максимума опорного давления. В этом случае прогнозИРуемьм участок массива горных пород относится к удароопасной категории . На фиксированный момент времени вокруг горной выработки существуют по крайней мере две зоны 3 и 4 наведенной трещиноватости (фиг. 2), за которьми следуют зоны 7 и 8 концентрации напряжений. При попадании выработки в область опорного давления от приближающегося очистного забоя структура графика распределения давления не меняется с одновременным ростом максимумов опорного давления. В этом случае прогнозируемый участок относится к категории, угрожаемой по удароопасности. На фиксированный момент времени . вокруг горной вьфаботки существуют по крайней мере две зоны 3 и 4 навеенной трещиноватости, за которыми следуют зоны 7 и 8 концентрации напряжений. При попадании выработки в область опорного давления от приближающегося очистного забоя структура графика распредеае 1ия давления изменяется за счет появления новых зон 5 и 6 наведенной трещиноватое

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТЕПЕНИ УДАРООПАСНОСТИ МАССИВА ГОРНЫХ ПОРОД включающий определение напряженнодеформированного состояния горных пород вне зоны влияния очистных , определение характера изменени упругой энергии массива в зоне концентрации напряжений в процессе ведения очистных работ при помощи геофиз ческого каротажа и сравнение полученных значений, по которым судят о степени удароопасности массива, отличающийс я тем, что, с целью повышения достоверности определения на больших глубинах,дополнительно определяют наличие в глубине массива вторичных зон концентрации напряжений и соответствуюв(их им зон наведенной трещиноватости и по характеру изменения упругой энергии массива в этих зонах судят о состоянии массива, причем неудароопасным считают массив, в котором в процессе очистных работ образуются новые вторичные зоны наведенной трещиноватости, а угрожаемыммассив, в котором новых вторичных зон не образуется и происходит увеличение упругой энергии массива в ранее имевшихся вторичных зонах, при этом геофиз1 еский каротаж выполняют глубиной не менее трех диаметров выработки.