Способ определения изменения напряженного состояния массива соляных пород Советский патент 1980 года по МПК E21C39/00 

I

Иэо етение относится к горной промышленности, предназначено цля оп- ределения косвенным электрометрическим методом средней напряженности целиков при камерной системе разработки месторождений полезных ископаемых..

Известен способ О1феделения изменения напряженного состояния горного массива, основанный на измерении элек. тропроводности горных пород, при котором в глубь массива пробу| ившот скважины .

Недостатком этого cnocog a является обязательное бурение скважин.

Известен также способ определения изменения напряженного состо$шия. массива СОЛЯНЫХ пород, включакшнй определение его электрического сопротивления .

Однако ТОЧНОСТЬ и диапазон измерений способа ограничены.

Целью настосваего изобретения жляется повышение точности и расширение

диапазона измерений напряженного состо5П1ия горного массива.

Указанная цель цостигается тем, ЧТО массив подвергают возаействию электрического ПОЛЯ ультразвуковой частоты ДЛЯ определения глубины разрушенной зоны, а об изменении напряженного состояния судят по относительному изменению несущей части целика.

Также цель достигается тем, что час10тота следования импульсов тока равна 10 КГц.

На фиг. 1 изображен график, иллюстрирующий влияние частоты электрического ПОЛЯ (i) на величину удельного соп15ротивления образцов каменной соли / р) при различной интенсивности их механического нагружения, составлякицей (102. 127, 153, 179 и 205) ; на фиг. 2 - график, на котором

К показано как влияет интенсивность механического нагружения ( о , выраженная в % от разрушающей нагрузки) на величину удельного сопротивления для

образцов различной формы одной и той {се сильвинитовой поооаы, с соотношение ctxjpoH высоты (h ) к диаметру ( d ) равном 0,5 и 2;-на 4иг. 3 - график влияния ползучести на электрическое соротивление каменной соли, поовергавшей ся воздействию постоянной нагрузки, составляющей 4О% от предела прочности на сжатие;на фиг. 4 - графическая зависимость электрического сопротивления для образцов различных пород от частоты электрического поля.

Из графика (фиг. 1) видно, что : ростом частоты электрического поля, вариация электрического сопротивления, обусловленная изменением напряженного состояния, уменьшается настолько, что ;в области ультразвуковых частот электрическое сопротивление перестает быт зависимым от велячины напряженного состояния,

Из графика (фиг. 2) видно, что у высоких образцов изменение электро/ сопротивления с ростом напрлэокений происходит значительно интенсивнее, чем у низких.

Электросопротивление образцов различной формы характеризует электросопротивление массива горных пород на различном удалении от обнаженной поверхности. Следовательно, на характер взаимосвязи электрических и механических свойств изучаемого объема горной породы оказьюают значительное влияние граничные условия. Как вионо из графика (фиг. 3), при одном и том же механическом нагружении величина электрического сопротивления ( R ) с ростом времени ( ft ) значительно уменьшает- са Следовательно, электрическое сопротивление является зависимой величиной не только от величины механической напрянсенности, но и от времени ее действия.

В области ультразвуковых частот кривые совпадают (фиг. 4) Отсюда следует вьтод, что в области ультразвуковых частот электрическое . Поле К йаменчйвости состава однородных пород нечувствительно.

Из вышеизложенного следует, что проведение измерений с помощью

электрометрии на ультразвуковой часготе электрического поля расширяет диапазон измерений вплоть до напряжений близких к разрушающим, при

этом исключаются погрешности измерения, обусловленные изменчивостью состава горных пород и проявлением ползучести.

Из графиков следует, что оптимальная частота следования импульсов

электрического поля для исследования соляных пород - 10 кГц. При измерениях электрического сопротивления на меньшей частоте электрического

поля, по5шляются погрешности, обусловленные непостоянством состава, а при частоте меньше 5 кГц возникают погрешности, обусловленнные ползучестью горных пород.

Проведение измерений на больших частотах электрического поля нецелесообразно, так как с увеличением частоты электрического поля уменьшается глубина зондирования.

Формула изобретения

1.Способ определения изменения напряженного состояния массива соляных

пород, включающий определение его электрического сопротивления, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и расширения диапазона измерений, массив подвергают воздействию электрического поля ультразвуковой частоты для определения глубины разрушенной зоны, а об изменении напряженного состояния судят по относительному изменению ширины несуидей части целика.

2,Способ по п. I, о т л и ч а ющ и и с я тем, что частота следования импульсов равна 1О кГц..,

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1. Арш Э.И. Радиоволновые измерения при добыче и разведке угля. Kr.j , Техника, 1967, с. 132-140,

2. Авторское свидетельство СССР N9 421773, кл. Е 21 С 39/00, a2.O8.72.

О /о 20 30 40 50 60 70 tf,%