Способ контроля напряженно-деформированного состояния массива горных пород Советский патент 1992 года по МПК E21C39/00 

цикла добычных работ, а о напрйженно-де- формированном состоянии, подвижности блоков вмещающих пород и влиянии на них добычных работ судят по скорости и знаку приращения деформаций в блоках.

На фиг.1 представлены контролируемые выработки, целики и станции измерения деформаций 1, 2 и 3, причем станция 1 расположена под подвижным, станция 2 под разворачивающимся, а станция 3 - под неподвижным блоками 4, 5 и 6 соответственно; на фиг.2 - типовые графики прира- щениП во времени, соответствующие номерам станций 1,2,3, и мгновенному возрастанию скорости деформации с последующим монотонным ее убыванием до следующего цикла взрывных работ, наблюдаемому в зоне влияния взрыва.

Способ осуществляется следующим образом.

На участках, прилегающих к фронту очистных работ, по данным геологического картирования тектонической структуры массива с учетом изменения морфологии рудных тел, крупных дизъюнктивных и пликативных нарушений выделяют геологические блоки налегающих пород и определяют их границы.

На контролируемых участках устанавливают станции для измерения деформаций таким образом, чтобы в пределах каждого блока вмещающих пород была расположена по меньшей мере одна станция.

Деформометрыустанавливают по нормали к падению рудного тела. Их показания фиксируют через равные промежутки времени, величина которых должна быть меньше времени технологического цикла добычных работ, включающих буровзрывные работы. В том случае, когда наблюдательные станции оборудованы дистанционной системой управления, процесс измерения деформаций может быть ежесуточный, а при отсутствии таковой измерения должны осуществляться до взрывных работ в цикле добычи полезного ископаемого и после проведения этих работ, что на практике чаще всего соответствует недольному интервалу измерений.

Так как с увеличением площади отработки увеличивается подвижность пород налегающей толщи, то можно говорить о подвижных, например 4, и неподвижных блоках 6. При этом оказывается, что деформо- меггр 1 установлен под подвижным блоком 4, а деформометр 3 - под неподвижным блоком 6.

Посредством деформометров 1,2, 3 через равные промежутки времени, меньшие времени технологического цикла добычных работ, регистрируют приращения деформаций горных пород.

Выбор интервала времени измерения диктуется необходимостью выделять характер деформирования, зависящего в свою очередь только от слияния взрывных работ.

При реализации способа возможны несколько вариантов.

Вариант первый. Деформометры 1 устанавливают под подвижным блоком 4 контактирующим с неподвижным блоком 6.

Показания деформометров фиксируют приращения деформаций одного знака с постепенным их возрастанием во времени (фиг.2 а ). Это означает, что подвижный блок проскальзывает относительно неподвижного и

можно говорить об отсутствии влияния взрывных работ на подвижный блок.

Вариант второй. Деформометры 3 устанавливают под неподвижным блоком 6, контактирующим с подвижным блоком 4.

Показания деформометрои фиксируют приращения знакопеременных деформаций с периодическим мгновенным изменением знака деформации (фиг.2 в ), что свидетельствует о времени проскальзывания подвижного блока относительно неподвижного.

Вариант третий. Деформометры 1 устанавливают под подвижным блоком 4, контактирующим с неподвижным блоком 6

(аналогично первому варианту). Показания деформометров фиксируют мгновенные приращения деформаций с последующим их затуханием без смены знака деформаций, что свидетельствует о влиянии взрывных работ на процесс деформирования массива горных пород (фиг.2г).

Вариант четвертый. Деформометры 3 устанавливают под неподвижным блоком б, контактирующим с подвижным блоком 4.

Показания деформометров фиксируют мгновенные приращения деформаций знакопеременного характера, что свидетельствует о развороте подвижного блока (фиг.2б) относительного неподвижного, наблюдаемое вплоть до вовлечения последнего в поступательное движение.

Таким образом, по постепенному монотонному приращению деформаций одного знака или знакопеременных деформаций судят об отсутствии влияния взрывных работ на процесс деформирования и фиксируют момент проскальзывания подвижного блока относительно неподвижного.

При мгновенном приращении деформз- ций одного знака регистрируется влияние взрывных работ на процесс деформирования, а при мгновенном приращении знакопеременных деформаций - момент разворота подвижного блока.

Предлагаемый способ прошел опытную проверку на месторождении Котсельеаарэ при контроле состояния междуэтажных целиков и расположенных в них выработках при последовательном извлечении междукамерных целиков на верхних горизонтах этого месторождения.

Контроль и прогноз изменения напряженно-деформированного состояния выработок позволил обеспечить безопасность ведения горных работ при полном извлече- нии целиков.

По сравнению с известным предлагаемый способ имеет следующие преимущества: отпадает необходимость установки измерительных устройств в местах ведения взрывных работ, при этом контроль состояния деформирующихся целиков и выработок обеспечивается датчиками, расположенными за пределами участков с добычными работами; изменение состояния контролируемого объекта определяется степенью подвижности блоков омещафщих пород, в зависимости от кокорой изменяется характер приращения деформаций и их знаков во времени в пределах подвижного, непод- вижного и разворачивающегося блоков; повышается надежность и достоверность

контроля, а также расширяется область применения способа за счет выделения стадий подвижности блоков вмещающих пород по измеренным деформациям контролируемых объектов.

Формула изобретения Способ контроля напряженно-деформированного состояния массива горных пород, включающий установку деформометров в горных выработках, измерение деформаций до и после проведения технологического цикла добычных работ и определение приращений деформаций, по которым определяют состояние массива, о т л и ч а ю щ и й- с я тем, что, с целью повышения надежности контроля за счет определения подоиж- ности блоков вмещающих пород и влияния на них добычных работ, на контролируемом участке предварительно выделяют границы крупных блоков, деформометры устанавливают в каждом блоке и определяют скорость и знак приращения деформаций, по которым определяют подвижность блоков вмещающих пород и влияние на них добычных работ, при этом измерения деформаций осуществляют через равные промежутки времени, меньшие времени технологического цикла добычных работ.

Фиг. I