Способ определения высоты зоны водопроводящих трещин Советский патент 1987 года по МПК E21C39/00 

П

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при .гидрогеологическом обосновании систем подземной разработки месторожде нтий полезных ископаемых и обеспечении без.опасных условий ведения горных работ.

Цель изобретения - повьшение достоверности и обеспечение измерений в осушенном массиве.

На чертеже показана схема осущес вления способа определения высоты зоны водопроводящих трещин.

Способ реализуется следующим образом.

С дневной поверхности 1 в массиве г орных пород 2, в котором предполагается разработка залежи 3, бурят скважину 4 глубиной , где Н - расстояние по оси скважины 4 от дненой поверхности 1 до залежи 3. Зате производят изолирование стенок 5 и забоя 6 скважины 4 водонепроницаемьг материалом, который при деформации пород способен разрушаться (например, парафином). После гидроизоляци стенок 5 и забоя 6 осуществляют устновку датчика 7 влажности в измеряемом интервале 8 длиной L.

Длина интервала L в скважине выбирается из следующего соотнощения:

. (1)

где - погрешность в определении высоты зоны водопроводящих трещин;,

Н - расстояние по оси скважины от дневной поверхности до кровли рудной залежи, м. Количество интервалов равно

2 п -,

(2)

где 2 - глубина скважины, м.

Затем интервал 8 скважины 4 запол- няют зернистым материалом 9 (например, пе ском) и насьпцают его жидкостью (например, водой), после чего производят изоляцию интервала 8 сверху водонепроницаемым материалом, обра- зующим пробку. Заполнение Зернистым материалом скважины 4 в интервале 8 обеспечивает удержание стенок скважины, предотвращая тем самым возможность их обрушения.

После этого во втором интерэале IО с той же длиной L устанавливают датчик влажности, засыпают интервал 10 зернистым материалом 9 и произ

o

5

0

5

Q

водят насыщение ег о жидкостью с последующей изоляцией водонепроницаемой пробкой. Указанные операции осуществляют до перекрытия устья скважины 4.

После начала разработки залежи в массиве горных пород 2 начинает развиваться зона 11 водопроводящих трещин с контуром 12. При пересечении зоной II водопроводящих трещин интервала 8 скважины 4 присходнт разрушение водонепроницаемого материала на стенках 5 и забое 6, в результате чего устанавливается гидравлическая связь между интервалом 8 и зоной 11 водопрододящих трещин. Под влиянием гравитационных сил жидкость, находящаяся в разрушаемом интервале 8 скважины 4, перетекает из зернистого материала 9 в водопроводящие трещины (направление движения жидкости показано стрелками), что приводит к его осушению. Изменение влажности зернистого материала фиксируется датчиком 7 влажности, связанным с измерительным прибором 13.

По мере развития зоны 11 водопроводящих трещин происходит пересечение изменяющимся контуром I2 зоны 11 водопроводящих трещин последующих интервалов скважины 4. В результате этого влажность зернистого материала 9 в указанных интервалах уменьшается, что фиксируется измерительным прибором 13. За высоту h зоны водопроводящих трещин принимают расстояние от кровли 14 рудной залежи 3 до середины интервала, в котором отмечено изменение влажности зернистого материала 9, измеряемое по нормали к напластованию горных пород.

Оборудование интервалов измерений для наблюдения за развитием зоны водопроводящих трещин может осуществляться как сразу по всей длине скважины, так и методом наращивания их количества по мере подработки нижних интервалов скважины контуром зоны

водопроводящих трещин. I

Пример. В шахтном поле рудника над рудной залежью до начала разработки горизонта на глубине Н 755 м сооружают скважину конечным 55 диаметром 112 мм, глубиной I 500 м. Затем изолируют забой и стенки скважины водонепроницаемым материалом - парафином путем закачки водно-пара- .. финовой эмульсии при 60-100°С. За0

5

0

3

тем по формуле (I) при 0,04 (определен экспериментально) расстывают длину измерительного интерла L.H 0,04.755 30,2 м. При заданной точности измерений длина интервала не должна превышать 30 По окончании изоляции устанавлива датчик влажности в интервале 30 м (на глубине 500-470 м) и засыпают

ЭТ0Т интервал песком с d 1 мм, на- сыщают песок водой и изолируют его сверху парафином. Описанные операции повторяют до достижения верхним ин- тервалом устья скважины. В данном примере количество интервалов равно п 500:30 17. Все датчики соединены через коммутирующее устройство с вторичной регистрирующей аппаратурой, например с влагомером типа ВГ-3 Изменение влажности в интервалах, последовательно и непрерьшно распола гаемьк по трассе скважины, позволяет судить о развитии зоны водопроводя- щих трещин, причем получаемая информация практически непрерьгана. I

Формула изобретения

Способ определения высоты зоны водопроводящих трещин над выработанным пространством, включающий буре-

5

О

о

0

5

ник скважины над разрабатываемой залежью, изоляцию водонепроницаемым материалом забоя скважины, поинтер- вальную, последовательную снизу вверх установку датчиков, засыпку датчиков фильтрующим материалом с поинтервальной изоляцией измерительных участков и проведение измерений изменения влажности на участках, по которым определяют высоту зоны трещин, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности и обеспечения измерений в осушей- ном массиве, одновременно с изоляцией забоя с кважины осуществляют изоляцию стенок скважины и проводят вла- гонасьщение каждого измерительного участка до его изоляции сверху, при этом поинтервальную изоляцию измерительных участков проводят с шагом L, определяемым зависимостью

d е.н

где Н - расстояние по оси скважины от дневной поверхности до залежи полезного ископаемого, м;

- заданная погрелность в определении высоты зоны водопроводящих трещин.

ВНИШШ , Заказ 7397/29 Тираж 455Подписное

Произв.-ттолигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к области горного дела и предназначено для гидрогеологического обоснования систем подземной разработки месторождений полезных ископаемых и безопасных условий ведения горных работ. С целью получения непрерывной и достоверной информации о развитии зоны ВОДОПРОВОДЯЩИХ третий как в осушенном, так и в обводненном массивах над разрабатываемой залежью бурят скважину. Изолируют ее забой и стенки водонепроницаемым материалом, способным разрушаться при деформации, например парафином. Затем поинтер- вально размещают в скважине последовательно снизу вверх датчики влажности, связанные со вторичной измерительной аппаратурой. Засыпают каждый интервал влагонасыщенным фильтрукяцим материалом, разделяя интервалы изолирующими пробками. Шаг интервала L определяют по зависимости L fН, где И - расстояние по оси скважины от дневной поверхности до залежи полезного ископаемого, м; - заданная погрешность определения высоты зоны ВОДОПРОВОДЯЩИХ трещин. По мере развития зоны ВОДОПРОВОДЯЩИХ трещин происходит последовательное разрушение интервалов и изменение в них влажности, что позволяет определить высоту зоны ВОДОПРОВОДЯЩИХ трещин В ее развитии. 1 ип. (Л N9 00 со СО 00