Способ оценки напряженного состояния краевой части массива горных пород Советский патент 1991 года по МПК E21C39/00 

Изобретенйе относится к горному делу и предназначено для прогноза динамических явлений в массиве горных пород.

Целью изобретения является повышение точности оценки.

Способ осуществляют следующим образом.

Перед проведением работ в условиях конкретного месторождения проводят и испытания образцов данных горных пород на одноосное сжатие в режиме за- предельного нагружения на жестких прессах, При этом располагают прием. ник электромагнитной (акустической) эмиссии вблизи испытываемого образца, нагружают образец до предела прочное- ти и измеряют при этом максимальную амплитуду импульсов эмиссии. Устанавливают порог чувствительности аппаратуры, равный максимальной амплитуде импульсов эмиссии, регистрируемых до предела прочности (с образца. Далее нагружают образец за пределом прочности, определяя интенсивности I ц и 1 эмиссии в диапазонах запредельных нагрузок соответственно и, (1-0,5)СГс и (У,2-(0,5-0,3) (7СЖ . Интенсивности I j и 14 определяют как отношение количеств импульсов N , и N«, зарегистрированных за интервалы времени Т( и Т4, соответствующие вре-

мени нагружения в диапазонах G,

(2

i

к величинам этих интервалов. Значение отношения 14/1 л считают критическим.

Далее выбирают порог чувствительности аппаратуры для регистрации электромагнитной (акустической) эмиссии горных пород в массиве из соотношения

V,

чтт

V0

( г 9

(-Г) ;

максимальная амплитуда импульсов эмиссии, полученная на образце породы; объем предельно напряженного участка в краевой части массива;

объем образца; расстояние от образца до приемника эмиссии; расстояние от приемника эмиссии до предельно напряженного участка в краевой части массива.

устанавливают порог чувстти аппаратуры равным значеизмеряют интенсивность эмискраевой части массива и инть эмиссии I-,, соответствую- твенному фоновому значению, ассива считают предельно ым, если Ig/Im2: I /12 .

5 0 5

0

5

0

5

0

5

В качестве конкретного примера реализации способа рассмотрим его использование для оценки напряженного состояния выработок откаточного горизонта. Кировского рудника ПО Апатит. Перед проведением работ по оценке напряженного состояния краевой части массива были проведены испытания образцов горных пород этого месторождения на жестком прессе. При этом приемник электромагнитной эмиссии (ЭМЭ) располагали непосредственно около образца. Эти испытания показали что максимальная амплитуда ЭМЭ в диапазоне нагрузок до предела прочности ,5 В/м. Это значение было принято и качестве порога чувствительности аппаратуры. Нагружение образцов горных пород за пределом прочности показало, что в диапазоне нагрузок (0,3-0,5)()V-n количество импульсов ЭМЭ N,2 130 имп. при времени нагружения т 7 мин, а в диапазоне (1-0,5) СГсж N,520 имп. при Т 10 мин. Величина критического зна,NK . К.Л 1 520,130 чения --)Д)--- ---Ј--„з. Расчет необходимой чувствительности аппаратуры был проведен для объема зоны предельно напряженных пород ,5 м , расстояния от приемника ЭМЭ до нее м, объема образца Ve

А. Д

1,89-10 м и расстояния от него до приемника ЭМЭ ,5-10 м. Расчет показал, что необходимый порог чувствительности аппаратуры А 22 мк 5/м.

При регистрации интенсивности ЭМЭ в горных выработках на этом пороге чувствительности аппаратуры было зафиксировано, что участки повышенной напряженности характеризовались интенсивностью излучения 5 имп./с при уровне естественного фона « 70 имп./с.

Отношение Ie/I,- 3,1, что свидетельствует о предельно напряженном состоянии данных участков.

Предлагаемый способ позволяет повысить точность оценки состояния массива горных пород за счет обоснованного выбора порога чувствительности аппаратуры и критического значения интенсивности импульсов эмиссии.

ормула

5

зоб

16

р е т е н и я

Способ оценки напряженного состояния краевой части массива горных пород, включающий выбор порога чувствительности аппаратуры для регистрации электромагнитной (акустической) эмиссии горных пород в массиве, регистрацию электромагнитной (акустической) эмиссии при выбранном пороге, измерение интенсивности эмиссии в краевой части массива, .определение интенсивности эмиссии, соответствующей естественному фоновому значению, и оценку предельного напряженного состояния краевой части массива путем сравнения отношения данных интенсив- ностей с критическим значением, о т- личающийся тем, что, с целью повышения точности оценки, определение критического значения отношения интенсивностей и выбор порога чувствительности аппаратуры осуществляют по результатам испытания образцов горных пород в режиме запредельного нагружения, при этом предварительно определяют максимальную амплитуду импульсов эмиссии регистрируемых

1624148

до предела прочности образцов и устанавливают равный ей порог чувствительности аппаратуры, затем определяют .. при данном пороге интенсивности Ij и 1л эмиссии в диапазонах запредельных нагрузок соответстренно (J4 m -0-0,5)СГсжи (0,5-0,3). и отношение . считают критическим, а порог чувствительности аппаратуры для регистрации электромагнитной (акустической) эмиссии горных пород в массиве выбирают из соотношения

15

5

где А - максимальная амплитуда импульсов эмиссии, полученная на образце породы;

V, - объем предельно напряженного участка в краевой части массива:

Vfl - объем образца;

г - расстояние от образца до приемника эмиссии;

R - расстояние от приемника эмиссии до предельно напряженного участка в краевой части массива.

Изобретение относится к горному делу, изобретения - повышение точности оценки. Образцы горных пород (ОГП), о-обранных из оцениваемого участка массива, испытывают в режиме запредельного нагружения с одновременной регистрацией импульсов электромагнитной (акустической) эмиссии (Э). При этом нагружают ОГП до продела прочности (JCjk и измеряют максимальную амплитуду А0 икпульсов Э. Устанаяливг,т порог чувствительности аппс эатуры, равный А. Далее нагружают ОГП за пределом прочности и cm- ределяют интенсивности I и 1 Э в диапазонах запредельных нагрузок соответственно G| (1 -0,5) -Ос и 2 (U, 5-0,3)(jCj . Значение . считают критическим. Выбирают порог чувст- вителът- ости аппаратуры для pr,icrpa- ции Э в массиве из соотношения А А 0 Л ,/Vo/ Z (r/R)3, где V, - объем предельно напряженного участка ПНУ в краевой части массива; V0 - объем ОГП; г - расстояние от ОГП до приемника Э; R - расстояние от приемника Э до ПНУ массива. Устанавливают порог чувствительности аппаратуры А и измеряют интенсивность Ig Э в массиве и 1штенсивность Im Э соответствующей естественному фоновому значению. При Ig/Iq, 14 /I 2. участок массива считают предельно напряженным. с (Л о гс 4ь Z 00