Способ определения абсолютных значений напряжений в малопрочных угольных пластах Советский патент 1989 года по МПК E21C39/00 

Изобретение относится к горному делу, в частности к методам контроля напряженно-деформированного состояния угольных пластов.

Цель изобретения - повышение точности и обеспечения оперативности.

На фиг.1 показана схема реализации способа определения абсолютных значений напряжений в малопрочных угольных пластах; на фиг. 2 - графики зависимостей напряжений ползучести и релаксации от времени.

Способ осуществляют следующим образом.

Вне зоны влияния очистного забоя из подготовительной выработки в угольном пласте пробуривают скважину глубиной 5-7 м и вырезают , в забое скважины щель. С помощью вдавливающего устройства 1 статистическим или динамическим способом вдавливают в эту щель устройство, снабженное двумя плоскими электротензометрическими датчиками 2 и 3 напряжений. Датчиком 2,установленным в щель, геометрические размеры которой соответствуют размерам датчика 2, замеряют при установлении контактных условий возрас ф

09 СО

О

Дающие во времени напряжения ползу- kecTH (i(t). Начальные напряжения, регистрируемые в момент установки датчика, равны нулю. Датчик 3 устанавливается с предварительным распором tppXtc), превышающим или равным Л.Н, где - объемный вес вьшележа- щих горных пород, Н - глубина залегания угольного пласта. Начальные на-ю пряжения, регистрируемые датчиком 3 в момент установки, равны величине предварительного распора 6p(to). Датчиком 3 регистрируют уменьшающиеся во времени напряжения релаксации 1

(t).

При одновременном измерении напряжений ползучести и релаксации фиксируют момент времени tcrcrd когда разность значений напряжений релаксации 2 и ползучести стабилизируется, а абсолютное значение напряжения рассчи- тьшают по формуле

pltoj.

6„6с(стс.5 - tp(t) 6p (tcTo.f) + in(tcToO

(I

где up(to) - первоначальное напряжение релаксации, равное величине распора при установке датчика 3; 6 (te.«s) напряжение релаксации

в момент времени tcras 6n(tcTaJ - напряжение ползучести

в момент времени t тав В случае необходимости предварительной оперативной оценки области абсолютных значений действующего в массиве напряжения сравнивают в лю- ,бой момент времени (t) текущие значения напряжений ползучести ) и релаксации &р (t) и определяют область абсолютных значений напряжений (фиг.2) из соотношения

(2)

6(t,) p(tn)«

Пример. Вне зоны влияния очистного забоя из вентиляционного штрека на расстоянии 80 м от лавы пробуривают скважину .глубиной 5 м. В торце скважины пропиливают параллельно плоскости пласта щель длиной А50, шириной 100 и высотой 10 мм, в которую вдавливают устройство, снабженное двумя плоскими датчиками напряжений, в качестве которых используют плоские электротензометрические мессдозы с диапазоном измеряемых давлении до 30 МПа с чувствительностью 0,11 МПа.

Датчиком, установленным в торне ели, геометрические размеры котороо соответствуют размерам щели, изеряют напряжения ползучести с момена установления контактных условий ерез 10 ч.

Датчик, вдавленный в устье щели с предварительным распором, равным приблизительно ,, т.е. 150кг/см , регистрирует напряжения релаксации, начальные значения которых в момент установки датчика равны величине предварительного распора, т.е. 150 кг/см. Информацию с датчиков напряжений передают непрерывно на поверхность и регистрируют на цифропе- чатающем устройстве.

Значения полученных экспериментальных данных приведены в таблице. Полученные значения напряжений - ползучести и релаксации ежесуточно сравнивают и с целью предварительной оценки абсолютных значений действующих в пласте напряжений определяется область этих значений по соотношению (2). Например, на десятые сутки область абсолютных значений напряжений находится в диапазоне 61,2 кг/см г: d.f(t J/ 87,4 кг/см . По мере поступления информации область значений, определяемая по приведенному соотношению сокращается.

Более точное определение абсолютных значений напряжений производят в момент времени t afj когда текущие суточные значения напряжений ползучести и релаксации отличаются от суточных значений в предыдуп1ие сутки не более чем на 4%, что обуславливается точностью применяемой аппаратуры.

Расчет абсолютных значений напря- . жений производят по формуле (1): (tn) 68,7 кг/см .

Изобретение позволяет повысить надежность и оперативность при контроле напряженного состояния пласта.

Фор.мула изобретения

1. Способ определения абсолютных значений напряжений в малопрочных угольных пластах, включающий бурение скважины в угольном массиве, вырезание щели в забое скважины, измерение напряжений ползучести с помощью датчика, установленного в этой щели и

расчет абсолютных значений напряжения, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения точности, одновременно с измерением напряжения ползучести измеряют напряжение релаксации с помощью дополнительного датчика, установленного в щель с распором, фиксируют момент времени (tcTof) когда разность значений напряжений релаксации и ползучести стабилизируется, а абсолютное значение напряжения 6. рассчитывают по формуле

6(С

C .Ct, Sp(t,

) - напряжение по.чзучости и MOMtHT времени f.r,,

) - напряжение релаксации в момент времени t,,.

Изобретение относится к горному делу. Цель изобретения - повьшение точности, обеспечение оперативности. :В угольном пласте бурят скважину и вырезают щель в забое скважины. С пот мощью датчиков напряже1шя, одни из которых соответствует размерам щели, а другой установлен в щели с распором, одновременно измеряют напряжения ползучести й (t) и напряжения релаксации 6р (t) во времени. Фиксируют момент времени , при котором разность напряжений релаксации и ползучести стабилизируется, и определяют абсолютное значение напряжения по &osc 6p(to) (t ) / (to) -6p(tcTa6) -«-бп (tcTc.5)f где 5p(to) - первоначальное напряжение релаксации; dp ( ) напряжение релаксации в момент времени tcrc.s ; n(ttTaf) - напряжение ползучести в момент времени tcT«s . Область абсолютных значений напряжений, действующих в пласте в любой момент времени tr, измерений, оперативно оценивают по соотношению 6n(t)«6c &р (tp). 1 з.п. ф-лы, 2 ил., :табл. i (Л

аб-с

6р (toi 2 iitcTa

6 (t Л- «iJ-C t cro J- - бр (t 5)

где 5p(tc) - первоначальное напряжение релаксации; p(tcToie) напряжение релаксации в

момент времени t

стов

in(tcTc.«) напряжение ползучести в

момент времени tcrat. 2. Способ ПОП.1, отличающийся тем, что, с целью обеспечения оперативности, область абсолют-25 ных значений напряжения в любой момент времени (t) измерения оценивают по соотношению

. &n(tr.) 6cTC,S 6p(t),

Фиг.1

6p(ie}

Ot

фиг. I