Способ обнаружения зон разломов впереди забоя подземной выработки Советский патент 1991 года по МПК G01V3/12 

Изобретение относится к геофизике, а именно к способам обнаружения концентраторов механических напряжений в породах с использованием методов анализа естественных импульсов электромагнитного поля Земли (ЕИЭМПЗ), и предназначено для использования при проведении разведки инженерно-геологических условий впереди забоя подземной выработки при подземном строительстве.

Цель изобретения - повышение производительности.

Способ реализуют следующим образом. При проходке подземной выработки производят непосредственно в забое регистрацию числа импульсов естественного электромагнитного поля Земли (ИЕЭМПЗ) в диапазоне 5 ... 50 кГц. Судят о прохождении предраэломной зоны по увеличению числа ИЕЭМПЗ в два - три раза по сравнению с фоновым уровнем числа ИЕЭМПЗ. Определяют зону разлома по уменьшению числа регистрируемых ИЕЭМПЗ практически до нулевого уровня.

с

V4 О

fc

сл

Способ использует эффект скачкообразного увеличения числа импульсов ИЕЭМПЗ. Опыт натурных измерений ИЕЭМПЗ на тоннелях БАМ, забоях тоннелей и в передовых транспортно-разведочно- дренажных штольнях показал, что независимо от способа проходки взрывным или невзрывным способами скачкообразное увеличение интенсивности излучения ИЕЭМПЗ происходит на локальном участке трассы проходки подземной выработки. Локальный всплеск интенсивного излучения ИЕЭМПЗ возникает в результате наложения опорных давлений: давления от продвигающегося забоя выработки, имеющего отчетливо выраженный максимум в непосредственной близости у забоя и распространяющегося вперед до двух диаметров выработки, и опорного давления, формирующегося вблизи контактов пород с различными деформационными свойствами и вблизи зон тектонических нарушений (разломов) в виде концентраций напряжений с локальным максимумом на удалениях 10 - 20 - 22 м от границы раздела. Наложение опорных напряжений от забоя продвигающейся выработки и опорного напряжения от разлома приводит к концентрации высоких напряжений, результирующий эффект от которых дает начало интенсивно протекающим процессам микро- и макротре- щинообразования в ограниченной зоне горного массива, сопровождающимся скач- кЪобразным увеличением интенсивности излучения ИЕЭМПЗ,

Это вызвано тем, что при подходе к разлому и при наложении опорных давлений от забоя м от предразломной зоны происходит многократное увеличение микротрещин источников излучений ИЕЭМПЗ, Увеличение числа импульсов ИЕЭМПЗ регистрируется непосредственно в забое и быстро затухает при удалении от забоя, что подтверждено измерениями как при включении, так и при выключении элекрооборудованмя, а также других источников электромагнитных излучений.

Способ опробован, например, при проходке тоннеля диаметром 8 м, где вели регистрацию ИЕЭМПЗ в забое по мере

проходки. Счет составлял 220 импульсов в 1 с. Сигналы электромагнитного поля регистрировали на магнитную антенну радиоволновым измерителем напряженно-деформированного состояния (РВИНДС), изготовленным на базе серийного полевого радиометра СРП-68-01. Оператор с прибором и магнитной антенной располагался непосредственно в забое. По мере приближения к зоне разлома счет уве- 0 личивался. За 24 м до разлома счет увеличился до 1700 импульсов в 1 с, а за 16 м достиг максимума - 2200 импульсов в 1 с. Затем, при приближении к разлому, интенсивность счета начала падать: за 10 м - до 5 1000 импульсов в 1 с, за 5 метров -до 200 импульсов в 1, а далее упал практически до 0. Для исключения влияния промышленных источников электромагнитного излучения при измерениях в забое могут использоваться 0 привязки к опорным точкам. Счет NI импульсов регистрируется в забое и соответственно No - в опорных точках. Статические исследования показали, что на отношение Ni/N0 постоянно действующие заземленные 5 устройства влияния не оказывают. Случайные воздействия (электросварка и другие короткодействующие воздействия) отсеиваются статистически при повторных измерениях. 0 Формула изобретения

Способ обнаружения зон разломов впереди забоя подземной выработки, при котором осуществляют проходку подземной выработки, производят геофизические из- 5 мерения, по результатам которых судят о наличии зоны разлома, отличающий- с я тем, что, с целью повышения производительности, измерения производят по мере проходки подземной выработки непосред- 0 ственно в забое выработки, регистрацию числа импульсов естественного электромагнитного поля Земли (ИЕЭМПЗ) осуществляют в диапазоне 5 ... 50 кГц, фиксируют прохождение предразломной зоны по уве- 45 личению числа ИЕЭМПЗ в два - три раза по сравнению с фоновым уровнем числа ИЕЭМПЗ, а обнаружение зоны разлома производят по уменьшению числа регистрируемых ИЕЭМПЗ практически до нулевого 50 уровня.

Изобретение относится к геофизике, в частности к способам обнаружения концентраторов механических напряжений в породах с использованием методов анализа естественных импульсов электромагнитного поля Земли (ЕИЭМПЗ), и предназначено для использования при проведении разведки инженерно-геологических условий впереди забоя подземной выработки при подземном строительстве. Цель изобретения - повышение производительности. Цель достигается тем, что при проходке подземной выработки производят в забое регистрацию числа импульсов естественного электромагнитного поля Земли (ЕИЭМПЗ) в диапазоне 5 ... 50 кГц. Судят о прохождении предраз- ломной зоны по увеличению числа ЕИЭМПЗ в деа - три раза по сравнению с фоновым уровнем. Зону разлома определяют по уменьшению числа регистрируемых ЕИЭМПЗ до нуля. Повышение эффективности достигается расширением области применения на случай неоднородного строения горного массива на участке менее 100-150 м перед разломом благодаря использованию эффекта скачкообразного увеличения числа регистрируемых импульсов ЕИМПЗ непосредственно в забое, обусловленного способствующим повышенному трещино- образованию наложением напряжений от выработки и от разлома. W Ё