Способ определения напряженияВ гОРНОМ МАССиВЕ Советский патент 1981 года по МПК E21C39/00 

Изобретение относится к механике горных пород и предназначено для использования при подземных разработках на большой глубине.

Известен способ определения напряжений, действующих в массиве методом буровых скважин. Этот метод основан на измерении деформаций стенок скважины в различных направлениях. С .этой целью в массиве пород пробуривают скважины и помещают в нее деформометр - прибор для измерения деформаций. Определив модуль упругости и коэффициент Пуассона по формулам теории упругости, вычисляют величину напряжений в месте установки приборов Cl

Недостатком данного способа является то, что величину напряжения в скважине определяют уже после того, как произошла деформация. Также в условиях большой глубины плотность горного массива достигает предельных значений (породы переходят в плотнотекущеобразное состояние) , поэтому определение напряжений в данном случае на основе методов теории упругости не всегда дает удовлетворительные результаты.

Известен также способ определения напряжений в горном массиве, включающий бурение скважины, установку в нее деформатрра, определение исходного замера и вычисление .искомого напряжения 2 .,

.Однако область применения метода распространяется не на все горные породы. Сыпучие горные породы или силь0но пластичные непригодны для применения метода. В условиях большой глубины, т.е. повышенной напряженности, плотность горного массива достигает - предельных з aчeний, поэтому величи5 наразгрузки, определяемая по выбуренным кернам, может оказаться прак. тически одинаковой на различных глубинах. Кроме того, способ характеризуется сложностью и ненадежностью

0 измерения микродеформации в данных условиях.

Цель изобретения - расширение области применения и повышение надежности измерений путем использования

гидростатических свойств горного массива.

Поставленная цель достигается тем, что полость скважины расширяют в обе стороны и определяют величину

0 условно мгновенного отжима щели, по которому судят о величине напряжения в горком массиве. На чертеже схематически изображен предлагаемый способ. В горном массиве пробуривается скважина 1, в которую помещают на не Чотором расстоянии от забоя деформо метр 2.После этого специальным устройством расширяют в обе стороны полость 3 скважины,т.е.образуют щель шириной Б, принимаемую за базу. Определение напряжений производят по величине отжима щели следующим образом: LTH)-100 искомые напряжения,кг/см величина отжима щели в точ ке-определения напряжения объемный вес, г/см , глубина выработки, см; величина отжима щели в зоне нетронутого массива на глубине Н, мм. В случае, когда прочностные свойства горного массива в горизонтальном и вертикальном направлениях различны (это может быть связано со сложностью массива, текстурой пород тектоническими нарушениями и т.д.) , определяют величину отжима f и напря жения d по всем основным направлеfv(fH); f. (ггн) и ниям: f (гги; , и бу. бг, 6 Исходная величина отжима щели в зоне нетронутого массива определяется следующим образом. Из одиночной выработки небольшого сечения на глубине н в нужном направлении производят измерение величины отжима при базе Б через определенные интервалы от стенки выработки Начиная с некоторой глубины скважины В , величина f остается постоянной, . что соответствует состоянию нетронутого массива. Формула изобретения Способ определения напряжений в горном массиве, включающий бурение скважины, установку в нее деформатора,определение исходного замера и вычисление искомого напряжения, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения и повЕ гшения надежности измерений путем использования гидростатических свойств горного массива, полость скважины расширяют в обе стороны и определяют величину условно мгновенного отжима щели, по которому судят о величине напряжения в горном массиве. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Насонов Л.Н. Механика горных пород и крепление горных выработок. М., Недра, 1969, с. 77. 2.Билик Ш.М. Приборы и аппаратура для исследования проявлений горного давления. Углетехиздат, 1958, с. 224-230.

m(iy;;i fi((:)

; 3