Способ оценки напряженного состояния горного массива Советский патент 1986 года по МПК E21C39/00 

12 Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для оценки горногеологических услопий при разработке месторождений полезных ископаемых, в частности угольных. На фиг.1 схематически показана полость вокруг шпура от взрыва; на фиг.2 - распределение предела прочности пород на растяжение. Способ осуществляют следующим образом. В намеченном участке горного массива бурят скважину с выходом керна. В торце скважины взрывают камуфлетный заряд с гидрозабойкой, вскрывают место взрыва, измеряют формы и размеры образовавшейся полости, длины и углы наклона к горизонту линией разрывов. Керн раздавливают по образующей на прессе, ориентируя между плитами пресса под различными углами, определяют направление и угол наклона к горизонту нормали к направлению минимальной прочности породы на растяжение. По результатам наложения измерений после 3рыва и при испытании на прессе судят о направлении наибольщего нормального напряжения в массиве и оценивают напряженное состояние. Пример. Над выработанным пространством (в надработанной зоне) пласта Ню шахты в забое квершлага полевого откаточного штрека гор. 1070 м пробурили перфоратором пять шпуров диаметром 46 мм с выходом керна. Шпуры зарядили скальным аммонитом Т-19 с гидрозабойкой и взорвали. После этого с помощью паспортных буровзрывных работ вскрыли место испытательных взрывов и измерили углы наклона (по часовой стрелке по отношению к горизонту) и длины линией разрывов. На фиг.1 приведена усредненная форма полости от взрывов (по пяти шпурам) и вы9делены линии разрывов. Линия 1 имеет длину 8 см и угол наклона (по часовой стрелке) к горизонту 28°. Линия 2 имеет длину 11,8 см и наклонена к горизонту под углом 156°. Затем определили распределение предела прочности пород на растяжение путем раздавливания керна по образующей, ориентируя керн между плитами пресса под различными углами. На фиг.2 приведена диаграмма распределения предела прочности. В частности, параллельно слоистости предел равен 2,95 МПа перпендикулярно - 1,14 МПа. Результаты испытаний показали, что имеется только один минимум предела прочности на растяжение. Направление 3 этого предела ориентировано под углом 115° к горизонту (при наличии нескольких минимумов нужно измерять направление каждого из них). Наложение результатов измерений полости от взрыва и распределения предела прочности на растяжение позволило установить, что линия 1 разрыва и перпендикуляр 4 к направлению 3 имеют примерно одинаковый наклон (28 я « 25°), в результате чего они исключаются из дальнейшего анализа. Это значит, что разрыв 1 произощел за счет минимальной прочности породы на разрыв в этом направлении. Осталась линия 2, угол наклона которой не совпадает с углом наклона перпендикуляра 4; других перпендикуляров нет. Следовательно, ориентация линии 2 обусловлена ориентацией наибольшего нормального напряжения. Вектор его совпадает с направлением линии 2. В результате анализа может не остаться ни одной «неспаренной с перпендикуляром линии разрыва или останется больше одной таких линий. В этом случае направление наибольшего напряжения необходимо оценивать по ориентации линии разрыванаибольшей длины.

СПОСОБ ОЦЕНКИ НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ ГОРНОГО МАССИВА, включающий бурение скважин, взрывание камуфлетных зарядов с гидрозабойкой и изменение направления, формы и размеров образовавшихся полостей, отличающийся тем, что, с целью повышения точности оценки напряженного состояния, измеряют углы наклона к горизонту линии разрывов, определяют путем раздавливания керна на прессе под разными углами направление минимума предела прочности на растяжение, измеряют угол наклона к горизонту нормали к направлению минимальной прочности породы на растяжение, а по результату наложения измерений после взрыва и при испытании на прессе судят о направлении наибольшего нормального напряжения в массиа. ве и оценивают напряженное состояние.