Способ определения смещения боковых пород Советский патент 1991 года по МПК E21C39/00 

NSS ч NS V NN NSN

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и позволяет повысить точность определения величины смещения боковых пород в плоскости (П) напластования. В боковых породах бурят скважину (С) по нормали или под углом к П ОЮа напластования, при этом изменяют и фиксируют ее радиус. Периодически измеряют и фиксируют длину полупериметра деформированного сечения С в градусах. Измеряют и фиксируют угол а между П напластования и осью С, а величину смещения S боковых пород в П напластования определяют по формуле S 2Rccos(y /2)/sln a . Длину полупериметра сечения с в градусах измеряют приспособлением в виде насадки 1, на которой закрепляют тонкий щуп 2 и шток (Ш) 3. Ось Ш 3 совмещают с осью С, а щуп 2 вводят в ее деформированное сечение. Поворачивают Ш 3 по часовой стрелке и против, при этом щуп 2 дважды входит в контакт со стенкой С. Угол поворота щупа 2 соответствует длине полупериметра дефор мированного сечения С в градусах. На точность измерения не влияет наличие в С породной мелочи и шлама. 5 ил. ё

Фиг.1

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и предназначено для определения величины смещения боковых пород в плоскости напластования при изучении проявлений горного давления.

Цель изобретения - повышение точности определения величины смещения.

На фиг. 1 изображена скважина при измерении длины полупериметра с помощью щупа, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - схема определения величины смещения боковых пород, центры основного и смещенного сечений расположены по одну сторону радикальной оси; на фиг. 4 - то же, центры сечений расположены по разные стороны радикальной оси; на фиг. 5 - устройство для реализации способа.

Способ осуществляют следующим образом.

В боковых породах бурят скважину (фиг. 1) по нормали или под углом к плоскости напластования. На фиг. 1 это плоскость, содержащая центры Oi и 02 основного смещенного сечения скважины. Периодически измеряют параметры деформированного сечения скважины. Линия АВ (фиг. 2) делит это сечение на две равные части. Измеряют и фиксируют радиус RC скважины и длину у полупериметра деформированного сечения в градусах, т.е. угол у треугольника А02В, опирающийся на дугу АВ. Высота CteN этого треугольника равна половине величины смещения SH (фиг. 1) по нормали к оси скважины. Следовательно, смещение SH равно

SH 2 2 Rccos |(П

Измеряют также, например, с помощью горного компаса и фиксируют угол а (фиг. 1) между плоскостью напластования и осью скважины. Величину смещения S боковых пород в плоскости напластования определяют по формуле

92 Rc cosЈ

О Дн Ј ir

slna sina

Угол у , соответствующий длине полупериметра деформированного сечения в градусах, может быть измерен непосредственно транспортиром, например, по фотографии на снимке, полученном в скважине.

Угол у можно определить также с помощью приспособления (фиг. 1), содержащего насадку 1. на которой закреплены тонкий цилиндрический щуп 2 и шток 3, ось которого совмещена с осью скважины. При этом щуп 2 размещают в непосредственной близости от стенки скважины. При вращении штока 3 по часовой и против часовой стрелки щуп 2 поворачивается в направлении стрелок С и D (фиг. 2) и дважды входит

в контакт со стенкой скважины (опорные точки А и В). Между опорными точками измеряют угол поворота щупа 2, величина которого соответствует длинеу

полупериметра деформированного сечения скважины. По формуле (2) определяют величину смещения S боковых пород в плоскости напластования.

В общем случае величину смещения SH

боковых пород по нормали к оси скважины можно рассчитать, если воспользоваться схемами, приведенными на фиг. 3 и 4, и учитывающими радиус г щупа 2, а также его расположение на произвольном расстоянии

от стенки скважины. При этом измеряют полупериметр фигуры, образованной окружностью с радиусом Rc-r и окружностью с радиусом RUJ, равным расстоянию от оси скважины до оси щупа 2. Вращая щуп 2 в

направлении стрелок С и D до упора в стенки скважины, измеряют длину у полупериметра указанной фигуры в градусах, а величину смещения SH по нормали к оси скважины определяют по формуле

: - г ):- R

Т

РЩС05.(3)

Формула (3) получена в результате несложных тригонометрических преобразований по определению расстояния Oi02, равному величине SH (фиг. 4). В случае, если центры От и 02 основного и смещенного сечений скважины расположены по одну сторону радикальной оси (фиг. 3), то угол у 180°. В этом случае величина

cos Ј - отрицательная и в формулу (3) она

должна входить по абсолютному значению. Зная величину SH, по формуле (2) определяют величину смещения S боковых пород в

плоскости напластования.

Устройство (фиг. 5) для измерения длины полупериметра деформированного сечения скважины на основе щупа содержит насадку 1 с тонким цилиндрическим щупом

2, расположенным в непосредственной близости от стенки скважины. С насадкой 2 жестко соединен шток 3. Устройство содержит также центрирующее приспособление в виде четырех цилиндров 4, свободно-размещенных на штоке 3 и попарно соединенных плоскими пружинами 5. На штоке 3 жестко закреплен ограничитель 6 с винтом 7 и установлен с возможностью перемещения угломер в виде пробки 8 с лимбом 9. В состав

устройства входит также измеритель угла поворота, состоящий из корпуса 10 с указателем 11, которые жестко закреплены на штоке 3 посредством фиксатора 12.

Устройство работает следующим образом.

Пробку 8 жестко закрепляют в устье скважины, при этом устройство самоцентрируется пружинами 5 относительно оси скважины. Щуп 2 посредством штока 3 вводят в деформированное сечение скважины. Затем поворачивают шток 2 с указателем 11 по часовой стрелке, а поток против, каждый раз до упора щупа 2 в стенку скважины. С помощью указателя 11 по лимбу 9 измеряют угол поворота в градусах между опорными точками. Измеренный угол соответствует длине у полупериметра деформированного сечения скважины, а величину смещения S боковых пород в плоскости 13 напластования определяют по формуле (2). Замеры осуществляют периодически, например, с интервалом в 10 дней. Сопоставление результатов замеров позволяет определить скорость относительного смещения боковых пород в плоскости напластования.

Предлагаемый способ по сравнению с известным обеспечивает повышение точности измерения, так как длину полупериметра деформированного сечения скважины

А-А

0

измеряют без непосредственного контакта с этим сечением, что предохраняет его от разрушения. На точность измерения не влияет наличие породной мелочи и шлама в скважине.

Формула изобретения Способ определения смещения боковых пород, включающий бурение скважины по нормали или под углом к плоскости напластования, периодическое измерение параметров деформированного сечения скважины и их сопоставление, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения величины смещения, 5 измеряют и фиксируют радиус RC скважины, длину у полупериметра деформированного сечения скважины в градусах и угол а между плоскостью напластования и осью скважины, а величину смещения S боковых пород в плоскости напластования определяют по формуле

0

S

2 Rc cos | slna