Способ определения относительного напряженного состояния массива горных пород Советский патент 1987 года по МПК E21C39/00 

Изобретение относится к горному делу и предназначено для определения .относительного напряжения состояния массива горных пород.

Цель изобретения - повьшение надежности определения относительного напряженного состояния и расширение его функциональных возможностей.

На фиг. 1 изображено расположение контрольных шпуров и компенсационных скважин в забое выработки; на фиг, 2 разрез А-А на фиг, 1.

Способ осуществляется в следующей последовательности операций,

В забое выработки 1 одним из известных методов, в частности методом

искусственной акустической эмиссии, определяют глубину зоны разгрузки массива (L). Бурят первую группу

и компенсацион ч

контрольных шпуров L

ных скважин 3 на глубину Lp, после

С учетом установленной глубины зоны разгрузки бурят в забое две группы контрольных шпуров и компен сационных скважин, одну из которых на глубину 1,2 м, а вторую - на гл бину 2,4 м. Шпуры первой группы заряжают аммонитом в бЖВ на всю гл бину, т,е, размещают в них 1 кг ВВ а в шпурах второй группы - этот же заряд ВВ с недозарядом, равным 1,2 м. Таким образом, в обеих груп пах соблюдена полная идентичность условий взрывания, за исключением различий размещения первой группы в зоне разгрузки, а второй группы в зоне опорного давления. Взрывают шпуры первой группы на компенсационные скважины и определяют среднюю

чего бурят вторую группу контрольных шпуров А и компенсационных скважин .5 на глубину 2L , Шпуры 2 первой 25 величину предельной л.н,с, Wj - , группы заряжают ВВ на всю глубину, 0,20 м. Аналогично взрьшают шпуры второй группы и определяют W 0,15 м. По полученным значениям

а шпуры 4 - с недозарядом, равным

L . Взрывают шпуры 2 на скважины 3 и шпуры 4 на скважины 5 и определяют для каждой группы предельные значения линии наименьшего сопротивления (л,н.с,), (пробивные расстояния соответственно Wj и Wji), По установленным значениям W и W;j определяют относительное напряженное состояние по формуле

л 1 - Wa/Wf,

Реальный диапазон изменения величины д составляет 0-1. Нулевое значение л соответствует случаю отсутствия напряжений в массиве горных пород, значения и , близкие к 1, характеризуют такой уровень напряженности, при котором величина пробивного расстояния в нагруженном массиве намного eньшe этой же личины в разгруженном массиве. Величина пробивного расстояния определяется по результатам непосредственного взрывания шпуров на компенсационную скважину.

Пример , Транспортную вьфа- ботку сечением 20 м проходят на глубине 680 м. Бурение шпуров диаметром 42 мм и компенсационных скважин диаметром 56 мм осуществляют на глубину 3,0 м с помощью буровой каретки ВТФ-Н.

30

35

40

45

50

55

л,н.с, определяют величину й 0,25, НТО свидетельствует о том, что относительное напряженное состояние горных пород в зоне опорног давления по сравнению с краевой частью Bbmie на 25%,

Предлагаемьш способ позволяет оперативно в любом участке шахтног поля производить оценку относитель ной напряженности горных пород. Пр этом полученные данные позволяют производить корректировку л,н,с. шпуров с учетом фактического состо ния массива, что повьш ает эффектив ность буровзрывных работ. Надежнос предлагаемого способа обусловлена простотой и идентичностью условий взрывания контрольных шпуров. Нали чие компенсационных скважин исключ ет двойное толкование результатов взрыва, поскольку зона разрушения будет формироваться преимущественн в направлении л.н,с. Предельная ве личина л.н,с, однозначно характеризует результат взрыва в зоне раз грузки и в зоне опорного давления.

Формула изобретени

Способ определения относительно напряженного состояния массива I op

5

0

Прибором АС-1 при бурении шпуров на полную глубину с помощью метода акустической эмиссии установлена глубина зоны разгрузки краевой части массива, равная Lp 1,2 м.

С учетом установленной глубины зоны разгрузки бурят в забое две группы контрольных шпуров и компенсационных скважин, одну из которых - на глубину 1,2 м, а вторую - на глубину 2,4 м. Шпуры первой группы заряжают аммонитом в бЖВ на всю глубину, т,е, размещают в них 1 кг ВВ, а в шпурах второй группы - этот же заряд ВВ с недозарядом, равным 1,2 м. Таким образом, в обеих группах соблюдена полная идентичность условий взрывания, за исключением различий размещения первой группы в зоне разгрузки, а второй группы - в зоне опорного давления. Взрывают шпуры первой группы на компенсационные скважины и определяют среднюю

5 величину предельной л.н,с, Wj - , 0,20 м. Аналогично взрьшают шпуры второй группы и определяют W 0,15 м. По полученным значениям

0

5

0

5

0

5

л,н.с, определяют величину й 0,25, НТО свидетельствует о том, что относительное напряженное состояние горных пород в зоне опорного давления по сравнению с краевой частью Bbmie на 25%,

Предлагаемьш способ позволяет оперативно в любом участке шахтного поля производить оценку относительной напряженности горных пород. При этом полученные данные позволяют производить корректировку л,н,с. шпуров с учетом фактического состояния массива, что повьш ает эффективность буровзрывных работ. Надежность предлагаемого способа обусловлена простотой и идентичностью условий взрывания контрольных шпуров. Наличие компенсационных скважин исключает двойное толкование результатов взрыва, поскольку зона разрушения будет формироваться преимущественно в направлении л.н,с. Предельная величина л.н,с, однозначно характеризует результат взрыва в зоне разгрузки и в зоне опорного давления.

Формула изобретения

Способ определения относительного напряженного состояния массива I op 1

ных пород, включающий бурение контрольных шпуров, заряжание ВВ, взрывание с последующей количественной оценкой взрыва, отличающий- с я тем, что, с целью повьшения на- дежности определения и расширения функциональных возможностей, определяют глубину зоны разгрузки массива, на эту глубину бурят первую

29

-

группу контрольных шпуров и к,омпен- сационных скважин, вторую группу контрольных шпуров и компенсационных скважин бурят на двойную глубину зоны разгрузки, заряжают ВВ шпуры первой группы на всю глубину, а шпуры второй группы - с недозаря- дом на длину зоны разгрузки массива.

5

3335

взрывают на компенсационные скважины шпуры первой и второй групп, определяют для каждой из них предельные значения линии наименьшего сопротивления (л.н.с.) и по ним определяют относительное напряженное состояние массива горных пород по формуле

& 1

Wl

w.

1 Де Wi,

WB

л- относительное напряженное состояние массива, л.н.с. (пробивные .расстояния) в разгруженном и нагруженном состояниях массива.

3 5 1

Составитель И. Фомичева Редактор М. Недолуженко Техред Л.Олейник Корректор М.Демчик

Заказ 359/34Тираж 455Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

фи&.1

Изобретение относится к горному делу и позволяет повысить надежность определения относительного напряженного состояния (ОНС) массива горных пород и расширить функциональные возможности. Для осуществления способа сначала определяют глубину зоны разгрузки массива (ЗРМ). Бурят первую группу контрольных шпуров 2 и компенсационных скважин 3 на глубину ЗРМ. Затем - вторую группу контрольных шпуров 4 и компенсационных скважин 5 на двойную глубину ЗРМ. Шпуры 2 заряжают взрывчатым веществом на всю глубину, а шпуры 4 - с недозарядом на глубину ЗРМ. Далее взрывают шпуры 2 на скважины 3 и шпуры 4 - на скважины 5. Для каждой группы определяют предельные значения линии наименьшего сопротивления (ЛНС) и по ним определяют ОНС по формуле: й 1 - W-/W, где ОНС массива; W, Wj - ЛНС в разгруженном и нагруженном состояниях массива. Полученные данные позволяют производить корректировку ЛНС шпуров с учетом фактического состояния массива. Надежность способа обусловлена простотой и идентичностью условий взрывания шпуров. Наличие скважин 3,5 способствует формированию ЗРМ в направлении ЛНС, исключая двойное толкование результатов взрьша, 2 ил. ю (Л ta. С. 4 Фиг. 2