Устройство для измерения смещений горных пород Советский патент 1991 года по МПК E21F17/00 

Известны устройства для измерения смещений горньбс пород, основанные на применении радиоактивных, веществ в качестве подземных реперов.

В предложенном устройстве в качестве чувствительного элемента, воспринимающего гамма-излучения реперов применена фотопленка. Это позволяет повысить точность измерений и значительно упростить конструкцию существующих приборов.

На фиг.1 схематически изображено описываемое устройство; на фиг.2 схема измерения с помощью предлагаемого устройства.

Оно состоит из двух кассет 1 с фотопленкой 2, размещенных в футляре 3, который помещен в герметичньй дали ндрич ее кий корпус 4 с крышкой 5. К поверхности фотопленки прилегает поверхность люминофора .6.

Устройство позволяет определять смещения и деформации горных пород в скважинах с обсадными трубами и без них при наличии радиоактивных реперов, представляющих собой стальные пульки, начиненные изотопами.

например СО-60, застреливаемые в стенки скважины.

Гамма-излучение от радиоактивного .репера воздействует одновременно на фотопленку и на люминофор, вызывая свечение последнего..Свечение люминофора вызьшает химические реакции в эмульсионном слое фотопленки, и после проявления она неравномерно темнеет. Максимум потемнения фотопленки соответствует минимальному расстоянию радиоактивного репера от фотопленки и определяет положение проекции репера на ось скважины.

Люминофор может быть вьиолнен в вида длинного монокристалла или в виде отдельных, небольших по ширине кристаллов, изолированных оптически и склеенных между собой. Кроме твердых люминофоров могут быть также Применены и жидкие люминофоры - органические соединения, чувствительные к гамма-излучению.

минофора возможно при любом его расположении.

Методика измерений деформаций и смещений горных пород вдоль оси скважины :за1шючается в следующем (фиг,2). В стенки скважины до измерений застреливают радиоактивные реперы 7 и 8. Расстояния до реперов от устья скважины известны (застрелка с точностью 10-15 см).

В скважину с обсадными трубами 9 на мерной калиброванной проволоке 10, проходящей, например, через длиномер 11, опускают устройство с фотопленкой Расстояние до радиоактивного репера измеряют компарированной проволокой, лентой или другим способом. Количество застреливаемых радиоактивных реперов зависит от поставленной научноисследовательской задачи. Устройство устанавливают на месте нахождения радиоактивного репера и определяют расстояние L, равное длине мерной проволоки от места ее прикрепления к устройству до фиксированной точки на поверхности.

Гамма-излучение от радиоактивного репера, проникая через горную породу, обсадную трубу и корпус устройства, воздействует на фотопленку. Через определенное время, необходимое для потемнения фотопленки, определяемое опытным путем при тарировке, устройство поднимают на поверхность. После проявления фотопленки находят максимум ее потемнения, соответствующий проекции радиоактивного репера на ось скважины, и определяют расстояние от этой точки до места закрепления мерной калиброванной проволоки к устройству (отрезок а).

Максимум потемнения фотопленки можно находить любым из известных способов определения плотности потемнения фотопленки (например, с помощью фотоэлементов, включенных по компенсационной схеме, и источников света, между которыми помещается фотопленка) ,

Таким образом, расстояние X от фиксированной точки на поверхности до проекгщи. радиоактивного репера на ось скважины будет равно X L + а.

Аналогичным способом определяют расстояние до остальных радиоактивны реперов.

При смещении и деформациях горных пород, вызванных горными работами и другими факторами, происходит изменение расстояний от проекции радиоактивных реперов на ось скважины до устья. Это изменение расстояний определяют при повторных измерениях как разницу между предьщущими и последуюпмми отсчетами.

При скорости смещений горных поро до 50 мм/сутки и длине фотопленки в приборе, равной 300 мм, положение проекции радиоактивного репера на ос скважины определяют не реже, чем через 3-5 дней. При меньших скоростя смещений интервал между измерениями соответственно увеличивается. При больших скоростях смещений и деформаций горных пород можно применять устройство с большой длиной фотопленки либо нахождение проекции репера на ось скважины определять несколькими повторными спусками устройства.

Устройство может быть вьшолнено в двух вариантах: с люминофором при слабой радиоактивности репера и без люминофора при большой радиоактивности репера. В последнем случае фотопленку располагают по внутренней поверхности цилиндрического корпуса предлагаемого устройства для обеспечения достаточного потемнения фотопленки независимо от его ориентировки в скважине относительно радиоактивного репера.

(7ф

-6

Фиг.1

V-.--.8

Фиг. 2

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СМЕиЩНИЙ ГОРНЫХ ПОРОД с использованием 'радиоактивных подземных реперов, включающее герметичный корпус, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, а также упрощения конструкгщи и удобства эксплуатации, оно снабжено двумя кассетами с фотопленкой, воспринимающей гамма-излучения реперов.