Способ маркшейдерских наблюдений за сдвижением горных пород, возникающим в результате эксплуатационной подработки их, и устройство для его осуществления Советский патент 1960 года по МПК G01C15/04 

Предметом изобретения яв.чяются способ и устроГютво для осуществления наблюдений за сдвиженнем горных нород, основанные на нркменении радиоактивных веществ в качестве подземных реперовПрименение радиоактивных веществ в качестве нодземных реиеров известно, однако нрименение их но отношоипо к измеренню величнн сдвижения горных нород, возникающего в результате подработки их, является новым и полезнымПредложенный способ наблюдений отличается тем, что, с целью повыщения точности, надежности и скорости измерений, наслюдоння ведут в снецнально пробуренной скважине, в стенкн которой на разлнчных высотах, путем простреливания, вводят радиоактивное вещество, которое иснользуют в качестве меченых ренеров. Высотные отметки этих меченых ренеров периодически замеряют при помощи гамма-каротажной установки и сравнивают с высотной отметкой стационарного репера, закрепленного вне зоны сдвижения горных пород.

Устройство ДЛЯ осуществления способа содержит геофизическую гамма-каротажную установку и отличается тем, что в нем применены нрострелочный снаряд для введения к сте-.кн скважин радг: активных пулек, играющих роль меченых реперов, приспособленне для счета чнела оборотов барабана лебедки лри спуско-подъемных операциях, состоящее из диска с делениями, счетчика оборотов спуска и счетчика оборотов подъема, а также лебедка с контактными пластпнамн для подключения радиометра и распределительное нрнснособленне для равномерной кладкк кабеля.

№ 128621- 2 -

Способ позволяет вести дистанционные наблюдения за динамикой сдвижения геологических Пластов внутри горного массива, начиная от выработанного пространства и до поверхности, что до сих пор являлось нерешенно ПроблемойС

Краткое сода жЛпие способа сводится к следующему (см- чертеж)До начала подработки го|)ного массива и возникповенпя сдвижения в нем в толиду норбУв стейки специально пройденных горных выработок (скважин, шурфов и др .) на определенной глубине вводится радиоактивное вещество (например, кобальт 60) путем простреливания из специального снаряда /. Затем с помощью измерительной аппаратуры фиксируется исходное ноложение точен 2 с радиоактивным кобальтом, которое выражается в резком возрастании количества импульсов в един цу времен:, т. е. в виде четко 5Ь раженных пиков на кривых гаммаимпульсов (профиль А на чертеже).

После этого отметки глубинных меченых точек 2 увязываются с огметкой поверхностпого геодезического репера, расположенного вне зоны сдвижения горных породВ последующем производятся систематические наблюдения за изменением положения точек 2 внутри массива в течение всего периода сдвижения палега ощей толщи пород (профиля Б, В на чертел :е). В качестве измерительиого прибора используется, например, серийно выпускаемая геофизическая гамма-каротажная установка КРЛ-М. Чувствительность и точность прибора применительно к данной методике должны выражаться в крутизне ветвей максимумов кривой гамма-импульсов, что достигнуто путем подбора счетчика с минимальной базой индикатора гамма-излучения и усиления экрана за счет применения свинцового чехла с малым зазором.

Опытным путем установлена необходимая активность излучения едипичного заряда, равная 0,05-0,08 микрокюри. Указанным количеством радиоа тивного кобальта заряжаются специальные пистончики в количестве, папр -1мср, 100-150 нтук, котор 1е хранятся в отдельных свинцовых контейнерах.

Соприкосновение работающих с пистонами, заряженными радиоактивным кобальтом, имеет место только в полевых условиях при зарядке снаряда, что при принятых дозах единичных зарядов не предстазляет опасности для исполнителей.

Закладка наблюдательных станций производится вслед за окончанием бурения скважин. На уточненном геологическом разрезе амечаются места закладки глубинных реперов с радиоактивпым изотопом.

Подготовка снаряда к прострелочным работам сводится к зарядке соответствующих каналов порохом и пульками с радиоактивным веществом, затем к монтажу спиралей зажигания, парафинированию отдельных ввинчиваемых деталей и целиком собранного корпуса снаряда. Парафинирование производится для обеспечения больщей герметизации корпуса снаряда от проникновения воды и влаги. Для накаливания спирали зажигания пользуются энергией, например, осветительной сети буровой выщки с папряжеппем 36 в.

По окончании прострелочных работ с помощью измерительной аппаратуры проверяется наличие в стенках скважин глубинных реперов с радиоактивными источниками. После такой проверки скважины закрепляются обсадными трубами (экранирующее влияние обсадных труб учтено при подборе величины радиоактивности единичных зарядов, выстреливаемых в стенки скважин). Затем осу цествляется геодезическая привязка скважины с глубинными реперами и определение их отметок.

Замеры на глубинной наблюдательной станции производятся следующим образом- В скважину опускается измерительная гильза, которая через кабель, например, КТШ-03 связана с измерительной аппаратурой на поверхности- При сиуске гильзы в скважину производится с помопшю наушников грубая фиксация места положения глубинных меченых реперов. Более точное определение места положения глубинного репера производится по максимуму импульсов по электрсмеханнческому счетчику при подъеме- Для этого на расстоянии 10-15 см в обе стороны от места максимумов, зафиксированного ранее по наушнику, берутся отсчеты количества импульсов в единицу времени через каждые 1-2 см глубины. Это расстояние, равное 20-30 см, названо интервалом заме)а импульсов- Отметка глубинного репера определяется с точностью ±6 ммМетодическая сторона вопроса, а также работа всего комплекта измерительной аппаратуры проверены в условиях Карагандинского угольного бассейна.

П з е д м е т и з о б j) е т е н и я

1.Способ маркшейдерских наблюдений за сдвижением горных пород, возникаюшим в результате эксплуатационной подработки их, о т л ичающийся тем, что, с целью повышения точности, надежности и скорости измерений, наблюдения ведут в специально пробуренной для этой цели скважине, в стенки которой на различных высотах, путем прострелцвания, вводят радиоактивные вешества, которые используют в качестве меченых реперов, высотные отметки которых периодически замеряют при помощи гамма-каротажной установки и сравнивают с высотной отметкой стационарного репера, закрепленного вне зоны сдвил :ения.

2.Устройство для осуществления способа по п- 1, содержащее геофизическую гамма-каротажную установку, отличающееся тем, что в нем применены прострелочный снаряд для введения в стенку скважины радиоактивных пулек, играющих роль меченых реперов, приспособление для счета числа оборотов барабана лебедки при спуско-подъемных операциях, состоящее из диска с делениями, счетчика оборотов спуска и счетчика оборотов подъема, а также сама лебедка с контактными пластинами для подключения радиометра и распределительное приспособление для равномерной укладки кабеля- 3 -До 12862

MUfJ

Г