Способ определения относительных сдвижений массива горных пород Советский патент 1990 года по МПК E21C39/00 

(21)МЮ8701/23-03

(22)11.0.88

() 23.02.УО. Бюл, № 7

(71)Сибирский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института горной геомеханики и маркшейдерского дела

(72)В.А. Лапин и А.С. Ягунов (53) 622.235(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 48723, кл. Е 21 С 39/00, 1972.

(5) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОТНОСИТЕЛЬНЫХ СДВИЖЕНИЙ МАССИВА СОРНЫХ ПОРОД

(57)Изобретение относится к горному делу, в маетности к методам определения величины межслоевых сдвигов пород. Цель изобретения -повышение точности. В массиве пород на заданную глубину бурят скважину, в которой в эластичной оболочке с наполнителем размещают на всю глубину проволочную индикаторную струну из материала, обИзобретение относится к горному делу, в частности к методам измерения глубинных деформаций, преимущественно величины межслоевых сдвигов пород, слагающих горный массив.

Цель изобретения - повышение точности.

На фиг. 1 показано расположение индикаторной струны в скважине в период межслоевых сдвигов горного массива; на фиг. 2 - то же, при выполнении индикаторной струны в виде бифилярной

петли.

Скважина 1 пробурена в исследуе- J4PM горном массиве 2. Проволочная инладакхцего памятью формы. После этого пространство между эластичной оболочкой и скважиной заполняют сыпучим материалом.При выполнении струны в виде стержня в качестве наполнителя используют горючую смесь,состоящую из древесных опилок с пиротермитным порошком. При выполнении струны в виде бифилярной петли в качестве наполнителя эластичной оо олочки используют гранулы силиката натрия. После временного интервала, в течение которого происходят межслоевые сдвиги пород, кратковременно нагревают в скважине струну- стержень за счет сгорания горючей смеси или струну-петлю за счет пропускания по ней электрического тока. После охлаждения струну извлекают из скважины и вновь нагревают. По характеру деформации изгиба нагретой струны определяют глубину, величину и направление межслоевых сдвигов горных пород. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

а S

СО

дикаторная струна выполнена в виде ,стержня 3 (фиг. 1) или бифилярной петли k (фиг. 2) из материала, обладающего памятью формы, например титанони- келевого сплава. Эластичная оболочка 5 заполнена наполнителем, в качестве которого для струны в виде стержня 3 используют твердую горючую смесь 6, а для струны в виде петли k - гранулы 7 силиката натрия. Скважина 1 заполнена сыпучим материалом 8 (транслитная засыпка), а для нагрева петли k используют источник 9 тока с кабелем 10 Способ осуществляется следующим об разом.

сл

4 4Ь

СО 1 N5

Для получения необходимой информации о развитии процесса сдвижения, происходящего в подрабатываемой толще горных пород, в исследуемый массив 2 на заданную глубину бурят скважину 1 и опускают в нее эластичную оболочку 5 выполненную, например, из мешковины или полиэтилена в виде чулка. В оболочке 5 размещают проволочную ИНдикаторную струну. При этом в зависимости от условий залегания пластов горных пород и их насыщенности взрывоопасными газами индикаторную струну выполняют либо в виде прямого стержня 3, либо в виде бифилярной петли k из материала, обладающего памятью фор- мы. В случае использования стержня 3 эластичную оболочку fj заполняют твер

тоянии, а в транслитной засыпке 8, заполняющей скважину 1, образуется канал по форме эластичной оболочки 5, заполненный пеплом, из которого стержень 3 после его остывания легко извлекается. Аналогичные процессы происходят и в бифилярной петле 4 при нагревании ее электрическим током. Однако гранулы 7 силиката натрия не сгорают, а вспениваются, образуя рыхлую податливую среду, заполняющую эластичную оболочку 5, из которой бифиляр- ная петля Ц после охлаждения также легко извлекается. В процессе извлечения из скважины 1 как стержень 3, так и бифилярная петля частично или полностью расплавляются и теряют первоначальную форму изгибов. Однако при

Изобретение относится к горному делу, в частности, к методам определения величины межслоевых сдвигов пород. Цель изобретения - повышение точности. В массиве пород на заданную глубину бурят скважину, в которой в эластичной оболочке с наполнителем размещают на всю глубину проволочную индикаторную струну из материала, обладающего памятью формы. После этого пространство между эластичной оболочкой и скважиной заполняют сыпучим материалом. При выполнении струны в виде стержня в качестве наполнителя используют горючую смесь, состоящую из древесных опилок с пиротермитным порошком. При выполнении струны в виде бифилярной петли в качестве наполнителя эластичной оболочки используют гранулы силиката натрия. После временного интервала, в течение которого происходят межслоевые сдвиги пород, кратковременно нагревают в скважине струну-стержень за счет сгорания горючей смеси или струну-петлю за счет пропускания по ней электрического тока. После охлаждения струну извлекают из скважины и вновь нагревают. По характеру деформации изгиба нагретой струны определяют глубину, величину и направление межслоевых сдвигов горных пород. 2 з.п.ф-лы, 2 ил.

дой горючей смесью 6, которую готовят 20 повторном нагревании в свободном со- смешиванием древесных опилок с пиро- термитным порошком. При использовании бифилярной петли k эластичную оболочку 5 засыпают гранулами 7 силиката

состоянии они самопроизвольно изгибаются и принимают ту форму, которую имели при первом нагревании, точно копируя все сдвиги и искривления стенатрия. После этого, в обоих случаях, 25 нок скважины 1, образовавшиеся в ре

(пространство между эластичной оболочкой 5 и скважиной 1 заполняют транслитной засыпкой 8, которая способна при сохранении сыпучести и практически без искажений передавать линейные деформации сдвижения слоев горных пород на элементы индикаторной струны. В качестве такой засыпки может быть использована смесь речного песка с мелким гравием или щебнем. Приготовленную таким образом скважину 1 с установленной в ней проволочной индикаторной струной оставляют в неприкосновенности на заданный временной интервал, в течение которого происходят межслоевые сдвиги горных пород.

В результате поперечных сдвижений форма скважины 1 нарушается, а стержень 3 или бифилярная петля k изгибаются, точно копируя по длине скважины 1 величину и направление смещений слоев горных пород. Для того, чтобы в материале образовавшейся проволочной матрицы произошло запоминание формы изгибов, его нагревают. При этом поджигают горючую смесь 6 или пропускают электрический ток по бифилярной Петле k, которая подключена посредством кабеля 10 к источнику 9 тока. В результате сгорания горючей смеси 6 стержень 3 последовательно прогревается по всей длине и в его материале происходит запоминание той формы изгибов, которую он имел в нагретом сос

повторном нагревании в свободном со-

состоянии они самопроизвольно изгибаются и принимают ту форму, которую имели при первом нагревании, точно копируя все сдвиги и искривления стезультате смещении слоев пород, прилегающих к ее стенкам, По расстоянию до этих изгибов, их величине и направлению судят о характере сдвижения подработанной толщи или тектонических процессах, происходящих в горном массиве.

5

0

5 0 5

Изобретение позволяет повысить точность измерения путем образования копирующей матрицы и тем самым увеличить информативность о характере сдвижений подработанного массива горных по- пород или геотектонических процессах сдвига, происходящих на границах ли- тосферных плит или блоков пород. Кроме того, на основании фактических данных о величинах и направлениях межслоевых и межблоковых сдвигов можно более - обоснованно и целенаправленно моделировать процессы деформирования массива горных пород, прогнозировать усш тойчивость вертикальных стволов и скважин, зданий и сооружений в местах выхода сосредоточенных деформаций на поверхность.

Формула изобретения

1. Способ определения относительных сдвижений массива горных пород, включающий бурение скважины в исследуемом горном массиве, установку в скважине на всю ее длину проволочной индиФиг.1