Способ измерения напряжений в горных породах Советский патент 1980 года по МПК E21C39/00 

ИзОбретение относится к горному делу, точнее к (методам ассдедоваиия напрял енно-дефо,рм,ир,ованного состояния массива горных пород.

Известен способ определения .напряжений в го;р.ных .породах методом частичной разгрузки, включающИй бурение скважины, установку в ней .измерительного устройства и бурение рядам с .ней одной или нескольких дополнительных разгрузочных скважин 1.

Однако этот способ .имеет малую точ.ность вследствие невоз можност,и ориентировать дополнительные разгрузочные скважины относительно направления главных напряжений в массиве.

Известен также способ .измерения напряжений в горныхпородах методом полной разгрузки, включающий бурение измерительной скважины, установку на ее забое розетки деформаций нз тензометров и бурение разгрузочной щели 2.

Недо статком этого способа является н.из|Кая точность измерений, вследствие того, что в расчетные формулы .для пересчета замеренных деформаций напряжения вводят экспе,риментальные коэффициенты, учитывающл-ie величину концентрации напряжений на забое скважины. Величина этих коэффициентов одределяется путем

постановки специальных экспериментов. Техника же про.ведения последних не позволяет обеспечить требуемую точность измерений.

5 Целью .изобретения является повышение точности измерений.

Цель достигается тем, что забою измерительной скважины придают форму полуэллипсоида.

10 Ца фиг. 1 и 2 изображена измерительная окважина в плане.

Измерения производят в следующей носледовательности.

Бурят измерительную скважину 1 с .использованием обычных коронок. -Послед.нюю часть скважины добуривают специальной коронкой, имеющей форму полуэллипсоида В1ра.щен-ия. Благодаря этому :на участке 2 прилегающем к забою, скважн20 на приобретает форму полуэллипсоида. Остальная часть скважины .имеет цилиндрическую форму. После этого с помощью специального досылочного устройства укрепляют :в торцовой части 3 забоя розетку

25 деформации 4. Затем вокруг измерительной скважины } обуривают 1коль1цевую разгрузочную щель 5. Вследствие этого в .обуренном керне напряжения снимутся, и за счет деформаций восстановления показания роЗС зетки деформаций 4 изменяются. ЗафикснiposaB эти новые пОКазания, -керн открывают и в дальнейшем используют для определения механических л о стоянных породы в месте измерения. Определив модуль упругости и коэффициент Пуассона породы по керну и вычислив разность показаний ло розетке дефар.маций, рассчитывают величилу лапряжеиий в по,роде до бурения скважины.

В процессе изме|рений, особендо вблизн свободных иоверхностей горных выработок, цилиндричеокнй участок лзмерительлой скважлны 1 может отсутствовать. Такой случай приведен на фиг. 2. Здесь О- центр эллипсолда, Од - большая лолуось эллипсоида, OD - малая полуось. Для больШей наглядности пунктирной линией 6 изображена вторая половина эллипсоида.

Вследствие того, что забою скважины прлдают форму полуэллилсоида, раслределение напряжений на торцовой части забоя будет точно лзвестно из теоретического, решения объемной задачи теории упругости для эллиптической полости, что позволяет

обойтись без лересчетных коэффициентов н тем самым ловьюить точность измерений; налрял ений.

Формула изобретения

Способ измерения нап/ряжений в горных: лородах Методом полной разгрузки, включающий )бурение измерительной скважины, установку на ее забое розетки деформаций из тензометров и бурение разгрузочной щели, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, забою изМфительной скважины придают форму полуэллилсоида.

Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе:

1.Авторское :свидетельство СССР № 368402, кл. Е 21 С, 39/00, 03.03.70.

2.Методические указания по применению метода разгрузки для измерения налряжений в массиве горных пород Л.,, «В:НИМИ, 1972, с. .

// Z/Z/Z6 Z 7 Z /Z/// /Z///Z/Z//

//////: 777;7777A9777777.7777777/77777/V J5Z

4 3

W777777777777777I77777/7A 77777777777777Z 7777777/7

(X11

61