Способ контроля устойчивости горного массива в подземных выработках Советский патент 1990 года по МПК E21C39/00 

.2

: Изобретение относятся к гопному 1делу, в частности к методам контрол ;устойчивости горного массива в подземных выработках при их проходке и эксплуатации.

. Цель изобретения - повьшение fia- :дежности и точности контроля,-а так ;же сокращение затрат на его прове- дение.

i На фиг. 1 показана вьфаботка с i рядом полос для контроля устойчивос Iти горного массива, продольный раз- )рез; на фиг. 2 - то же, в процессе ;проходки; на фиг. 3 - разрез на ;фиг. 1.

Способ контроля устойчивости гор ;ного массива в подземных вьфаботках осуществляется следующим образом.

В призабойной зоне на свод и стены выработки в процессе ее проходки наносят последовательно полосы 1 из (Электропроводящего, адгезионноспосо ного, эластичного материала, .напри- мер, клееграфито.вую смесь с шагом п лос вдоль выработки-, определяемым по соотношению

L 6 oi ly, шаг полос в м; коэффициент, зависящий от категории устойчивости пор вмещающего массива, 16о4 величина заходки при сооружении вьфаботки, м. Каждую из полос 1 наносят вдоль поперечного сечения выработки.

Для пород III и IV категорий (устойчивость по СНиП П-94-80) коэффициент oi i 1 а для пород I и I категорий, oL - 2.

где

L об

l-v

Величина заходки 1 при немехани

зированном горном способе ведения работ находится в пределах 0,5-4,0 м. Указанные пределы обусловлены безопасным раскрытием забоя без крепления, соответственно, в условиях IV-I категорий устойчивости вмещающих пород.

Ширина полос 1 при ручном нанесении их на поверхность выработки с использованием кисти составляет до 10 см, при использовании механических приспособлений, например краскопульта, ширина наносимой пОлось; около 20 см.

К каждой полосе 1 при помощи проводов 2 подсоединяют регистрирующий прибор 3, например самописец или цифровой омметр. Сразу же после нанесения си гнальной полосы 1 и подключе

0

5

; 5

0

0

5

0

5

0

ния к ней прибора 3 фиксируют величину омического сопротивления этой полосы и получают,- таким образом, первоначальный (нулевой) отсчет. При деформациях в горном массиве в полосе 1, имеющей плотный контакт с массивом, оммическое сопротивление по сравнению с первоначальным (нулевым) отсчетом изменится, так как изменятся упругопластические свойства материала полосы. Это изменение регистрируют на приборе 3. Предварительно изменение сопротивления полос 1 соотносят с величинами деформации участков горного массива. При изменениях сопротивления, соответствующих величине предельно допустимой деформации массива, производится звуковая или световая сигнализация с помощью устройства, связанного с прибором 3.

Расположение таким образом полос . 1 в процессе проходки обеспечивает создание единой измерительной сети, благодаря которой осуществляется надежный контроль за напряженно-деформированным состоянием вмещающего массива как в призабойной зоне, так и по длине проходимой выработки.

Уточнение мест проявления локальных деформаций массива в пределах полосы 1 определяют путем прозвани- вания полосы 1 между характерными точками, например, переломов профиля выработки.

И р и м. е р. Туннель корытообразного сечения с размерами 5x5 м располагается в горном трещиноватом массиве. Вмещающий массив относится ко II категории, устойчивости пород. Разработка забоя при проходке туннеля производится буровзрывным способом. Бурение шпуров выполняется самоходными бурильными установками, для которых максимальная, глубина бурения составляет 4,0 м.

В связи с этим принимается величина заходки 1- 3,5 м, коэффициент о( 1,5 и шаг полос L 1,,56 5,25 м.

В качестве временного крепления применяют железобетонные анкеры 4 длиной 1,5 м, которые устанавливают по сетке с шагом 1,0м.

Постоянная крепь состоит из слоя набрызгбетона 5 в сочетании с железобетонными анкерами 4.

Контроль за устойчивостью горного массива, в котором проходят выработку.

516

осуществляется как в пределах приэа- бойной зоны, так и по длине пройденной вьфаботки, в результате этого создается измерительная сеть из полос 1, соединенных с прибором 3 и устройством сигнализации.

Экспериментальными проверками на опытных участках для данных инженерно-геологических условий установлена зависимость между радиальными подвижками породы и изменением оммического сопротивления клееграфитового материала полосы 1. Допустимая расчетно

Кроме того, изобретение позволяет осуществлять контроль как в прйзабой- ной зоне при проходке выработок, так и в процессе эксплуатации подземных сооружений.

Формула изобрет ения

ъ .

1. Способ контроля устойчивости горного массива в подземных выработках, включающий размещение на участках выработки ряда эластичных, электропроводящих полос и измерение элект

Изобретение относится к горному делу. Цель изобретения - повышение надежности и точности контроля, а также сокращение затрат на его проведение. В призабойной зоне на свод и стены выработки в процессе ее проходки вдоль поперечного сечения выработки наносят последовательно полосы 1 из электропроводящего, адгезионноспособного эластичного материала, например клееграфитовую смесь, с шагом H полос 1 вдоль выработки, определяемым соотношением H≤* 98A^.L_з, где α - коэффициент,зависящий от категории устойчивости пород вмещающего массива, 1≤α≤2

L_з - величина заходки при проходке выработки. К каждой полосе 1 при помощи проводов 2 подсоединяют прибор 3 и измеряют ее электрическое сопротивление. Изменение сопротивления полос 1 соответствует деформациям участков горного массива и характеризует его напряженно-деформированное состояние. При изменениях сопротивления, соответствующих предельно-допустимым величинам деформации, срабатывает устройство сигнализации, связанное с прибором 3. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

20

25

экспериментальная радиальная деформа- jj росопротивления, по изменению кото- ция (подвижка) массива равна 50 мм, что соответствует приращению оммического сопротивления сигнальной полосы до величины 66 кОм. На момент бурения шпуров в забое регистрирующий прибор 3 показал сопротивление полосы 45 кОм, т.е. меньше допустимого значения. Это значит, что напряженно-деформируемое состояние вмещающего массива в призабойной зоне не вызывает опасений.

Если регистрируемое сопротивление одной из полос 1 превысит 66 кОм произойдет срабатывание (например, за счет замыкания скользящего контакта -прибора 3) устройства сигнализации. Работы в этой зоне прекращаются и принимаются меры по усилению крепи в районе данной полосы 1.

Повьш1ение точности и надежности контроля достигается за счет увеличения контролируемой поверхности вьфаботки по сравнению с локальным методом контроля деформации.

30

рого определяют деформации соответствующих участков массива, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и точности контроля,а также сокращения затрат на его проведение, полосы из эласти ного, электропроводящего и адгезион но-способного материала наносят при проходке выработки на поверхность свода и стен вдоль поперечного сечения выработки, этом измеряют электросопротивление каждой из поло а шаг расположения полос L вдоль выработки определяют из соотношения

L oi 1.

где oi - коэффициент, зависящий от категории устойчивости пород,

1 сг. 2;

35

1, - величина заходки при проходке выработки.

AJ -н

росопротивления, по изменению кото-

рого определяют деформации соответствующих участков массива, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и точности контроля,а также сокращения затрат на его проведение, полосы из эластичного, электропроводящего и адгезионно-способного материала наносят при проходке выработки на поверхность свода и стен вдоль поперечного сечения выработки, этом измеряют электросопротивление каждой из полос, а шаг расположения полос L вдоль выработки определяют из соотношения

L oi 1.

где oi - коэффициент, зависящий от категории устойчивости пород,

1 сг. 2;

35

1, - величина заходки при проходке выработки.

/// /// / / /

Шиг. З