Способ контроля границы трещины в образцах горных пород Советский патент 1988 года по МПК E21C39/00 

И.чо« 1рР грние относится к горной 11р(1мыпигеин(сти и предназначено для И{:сле.дон. ння трещинообразования в образцах горных пород.2

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей способа за счет определения границы щели произвольной формы.

На фиг. 1 представлена схема об- 10 разования трещины в образце; на фиг. 2 - схема определения границы трещины в образце.

Способ осуществляется следующим образом.15

Для образования трещины в образце 1 горных пород сверлят отверстие 2, в забойной части которого специальным устройством прорезают зароды- щевую щель 3. В отверстии 2 устанав- 20 ливают и закрепляют с помощью клеящего вещества устройство, состоящее из корпуса 4 в виде трубы, на торце которой укреплен стакан 5, имеющий центральное отверстие с резьбой, 25 куда ввинчен винт 6 с рукояткой 7. Винт 6 через щарик 8 взаимодействует с порщнем 9 из диэлектрика. Внутреннюю полость устройства и зародышевую щель заполняют электропроводя- 30 щей жидкостью Вращением рукоятки 7 порщень перемещают к забою отверстия, что приводит к повышению давления жидкости до значения, при котором происходит разрыв горной породы с 35 образованием трещины 10.

Для контроля изменения границы трещины корпус устройства электри-, чески изолируют от жидкости специаль- 40 ным диэлектрическим покрытием. В жидкость через поршень 9 вводят электрод 11 и подключают его экранированным кабелем 12 к генератору 13 переменного напряжения. По поверх- д ности блока перемещают пластину 14 (датчик тока смещения). На фиг. 2 обозначены три зоны (I, II, III) вертикальными пунктирными линиями, I зона соответствует области, в кото- - рой находится трещина. II зона ограничена областью, непосредственно прилегающей к границе трещины, III зона соответствует области, в которой трещина отсутствует.г

На фиг. 2 показаны зависимости ТОКИ смещения (б) и градиента тока смещения (в) от местоположения приемной пластины (датчика тока смещения) относительно оси отверстия в .образце.

Если пластина 14 находится в зойе 1, то ее поверхность вместе с поверхностью жидкости в трещине образуют конденсатор С, Через этот конденсатор от генератора 13 протекает ток (IMR.C) который измеряется измерителем 15 тока.

Если пластина 14 находится в зо- не III, то конденсатора не образуется и, естественно, ток через пластину от генератора 13 не протекает.

При прохождении пластины 14 II зоны, например из I в III, ток через пластину уменьшается до некоторого минимального значения. Ширина зоны II (зоны, в которой изменяется ток) определяется в основном расстоянием трещины до поверхности образца

Если при нахождении пластины на поверхности образца выключить генератор, то измеряемый ток упадет не до нуля, а до некоторого значения (обозначенного в заявке как ) определяемого полем других источников электромагнитной энергии.

Экспериментально установлено, чт проекция границы трещины на поверхность образца находится в том мес- те, где значение измеряемого тока

+ I

Т

мин

ток IQ - значение тока на изолинии,А .с значение тока в зоне заро-

дыщевой щели. А;

IMUH значение тока при выключенном источнике переменного напряжения. А,

Для нахождения проекций границы . трещины на поверхность блока достаточно один раз измерить ток смещения в I зоне (зона зародышевой щели), затем выключить генератор и измерить IMWHJ вычислить среднее арифметическое величин измеренных токов 1о, включить генератор и определить на поверхности образца изолинию, в которой ток равен 1о (при включенном генераторе). При этом требуется стандартная серийно выпускаемая измерительная аппаратура и отпадает необходимость в построении зависимостей тока смещения и градиента тока смещения от положения приемной пластины относительно оси отверстия.

Изобретение относится к горной пром-ти. Цель изобретения - расши.рение функциональных возможностей способа за счет определения границы щели произвольной формы. В образце создают трещины гидроразрывом электропроводящей жидкостью, которой производят электрическую изоляцию. В жидкость вводят электрод, -к нему подключают источник переменного напряжения, на поверхности образца устанавливают датчик тока смещения. Последний перемещают по поверхности образца и измеряют величину тока IMQKC при включенном источнике и величину IMMM при выключенном источнике . Границу трещины определяют при включенном источнике по линии, в которой ток равен значению 1о, соответствующему среднему арифметическому токов IMQKC и . Для осуществления данного способа требуется лишь стандартная серийно выпускаемая измерительная аппаратура, креме того, отпадает необходимость в построении зависимостей тока смещения от положения приемной пластины относительно оси отверстия. 2 ил. Ф (Л

п

9

Фиг.1

Редактор Г.Волкова

Составитель И.Фомичева

Техред Л.Олийнык Корректор Э.Лончакова

Заказ 4749/29

Тираж 459

ВНИИПИ Государственного комитета СССР i по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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

Подписное