Способ определения модуля деформации массива горных пород Советский патент 1988 года по МПК E21C39/00 

4ib vl

Изобретение относится к определению деформационных характеристик массива горных пород и может быть ис- |польэовано для обоснованного выбора Параметров горных конструкций при ведении подземных работ в скальных массивах.

{ Цель изобретения - повышение точ- |ности определения модуля деформации.

На фиг, 1 показана одиночная выра- ботка с установленньпчи в ней станци- :ями контурных реперов для измерения расстояний, поперечное сечение; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

или

и d -

- смещение контура вьфаботки относительно ее оси вследствие разгрузки массива выработкой в местах заложения реперов 7 и 8 (3 и 4);

и и

7-1

Ut-J. 2

UL-J-

d-d.

Изобретение относится к определению деформационных характеристик массива горных пород. Цель изобретения - повышение точности определения модуля деформаций. Для этого предварительно определяют направление и измеряют величины главных напряжений 6, , 6 , 6, горного массива. Выбирают одиночную выработку в направлении одного из главных напряжений 63 за заСоем. Устанавливают контурные реперы в плоскости, перпендикулярной оси выработки, в точках пересечения контура выработки с направлениями главных напряжений (Ь, , 6„ . Измеряют расстояние между противоположными реперами до и после приостановления деформационного процесса при перемещении забоя и по данным расстояниям находят модуль деформации. Последний определяют за счет учета смещения контура одиночной с подземной выработки при ее проходке. Для измерения расстояния используют рулетку с пружинно-фрикционным устр- вом для обеспечения постоянного натяжения ленты. 2 ил. сл с:

Ни- фиг. ения

6, « Ь ,

1 и 2 приняты обозна-

главные напряжения исходного поля напряжений;

CD - ось выработки;

1-3 - контурные реперы,

установленные сразу за забоем выработки Контурньй репер 4 (не показан) расположен симметрично реперу 3 относитель- но оси выработки и находится перед плоскостью разреза;

5-7 - контурные реперы в

местах приостановления деформационного процесса, происходящего вследствие разгрузки массива выработкой с уходом забоя;

d - размер вьфаботки сразу за забоем;. d, - размер выработки

после приостановления деформационного процесса, происходящего вследствие

разгрузки массива вьфаботкой с уходом забоя; /2 - смещение хонтура

выработки относи- 50 тельно ее оси вследствие разгрузки массива выработкой в местах заложения реперов 5и 6 55 (1 и 2);

и

5-е

yi-j.

2

- 2

d - d.

или

и d - d.

Способ осуществляют следующим образом.

в скальном массиве измеряют величины главных напряжений 6, , 6 , 6j , например методом разгрузки. Выбирается одиночная вьфаботка, не находящаяся под влиянием опорного давления других вьфаботок, направленная вдоль одного из главных напряжений и находящаяся в стадии проходки. Напря,жение 6j ; направлено параллельно выработке. Таким образом, главные напраженИя . (з и действуют в плос-.

кости, перпендикулярной оси выработки. В непосредственной близости от забоя через ось выработки проводят прямые, параллельные векторам 6, и (bj. В местах пересечения прямых с контуром вьфаботки устанавливают контурные реперы 1-4. Точность измерений уменьшается при увеличении расстояний между местом установки реперов и грудью забоя. Для измерения расстояний используется, например, рулетка с пружинно-фрикционным устройством для обеспечения постоянного натяжения ленты, чем достигается повышенная точность измерений. Измеряется расстояние d между противоположными (симметричными относительно оси) реперами 1-2 или 3-4. С удалением забоя в массиве, окружающем выработку, происходит изменение тензора напряжений, что проявляется в смещении контура вьфаботки, а следовательно, и расстояния между реперами. При достаточном удалении забоя перераспределение напряжений в массиве заканчивается, что соответствует приостановлению деформационного процесса контура выработки (случай плоской деформации S теории упругости) ..

По мере удаления забоя выработки продолжают производить измерения расстояний между противоположнолежа- шими реперами и сравнивают результаты замеров. Измерения продолжаются до стабилизации расстояний. Расстояние d соответствует стабилизации замеров между реперами 5-6 или 7-8.

По полученным результатам рассчитывают модуль деформации массива по формуле

Е - 0,46 (п 6, + тб)

- модуль деформации массива; - главные напряжения исходного поля напряжений, действующие в плоскости, пер-20 ния деформационного процесса при

пендикулярной оси выработки, сжимающие напряжения считаются положительными/

)

перемещении забоя и по данным рас яниям определяют модуль деформаци

по формуле

)

:л

i

25

6,, 6j

d - размер вьфаботки между реперами 1, 2 или 3,4 сразу за забоем; d - размер вьфаботки между реперами 5, 6 или 7, 8 после приостановления деформаци- зо онного процесса;

3, - коэффициенты, полученные при измерениях расстояния между реперами 1 и 2 (5 и 6);

-1; - коэффициенты, полученные при измерениях расстояния между реперами 3 и 4 (7 и 8).

35

Формула изобретения

Способ определения модуля деформации массива горных пород, включающий

измерение в выработке горного массива деформаций породы и определение по измеренным параметрам модуля деформации, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения модуля деформации, предварительно определяют направления и измеряют величины главных напряжений

6, , 6 , frj горного массива, выбирают одиночную выработку в направлении одного из главных напряжений 6 за забоем, устанавливают контурные реперы в плоскости, перпендикулярной

оси выработки в точках пересечения контора выработки с направлениями главных напряжений & , 6 .определяют расстояние между противоположными реперами до и после приостановле

25

зо

перемещении забоя и по данным расто- яниям определяют модуль деформации

по формуле

}

Е - 0,46 (п 6, + шб) TI7-

d-d

о

где Е

( 5

d d. - модуль деформации массива; главные напряжения горного массива, действующие в плоскости, перпендикулярной оси выработки; расстояние между первым и вторым, третьим и четвертым реперами сразу за забоем; расстояние между пятым, . щестым и седьмым,«.восьмым рвперами после приостановления деформационного процесса;

0 , п1 -1-коэффициенты, полученные при.измерениях расстояний между трет ьим, четвертым и седьмым, . восьмым рами.

V

Р

О 4г

If

Фи9.1

о.