Способ определения напряженно-деформированного состояния закладочного массива Советский патент 1982 года по МПК E21C39/00 

1

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при подзем- . ной разработке месторонодений полезных ископаемых с поддержанием налегающих пород твердеющей закладкой,

Известны способы определения абсолютных нап| 1жений в поддерживающих массивах с помощью закладочных датчиков давления или .деформаций} упруго-пластических сред, по поведению которых судят о характере работы реального массива 1|

Известен также способ определения йапряженно-деформнрованного состояния вакладочного массива, включающий механическое нагружение образца исследуемого массива и составление эталонной зависи.- мости его, характеристик от действующих нагрузокС2.

Недостатком известного способа являн ётся низкая достоверность данных при распространении результатов испытаний образца, полученных при его плоском нагружении на массив/ испытывающий объемную нагрузку. Кроме того, известным

1 способом можно получать информацию для определенной точки только один раз, что делает невозможным использование его в системах непрерывного контроля напряженно-деформированного состояния массивов при отрабо-псе удароопасных месторождений.

Цель изобретения - повышение достоверности информации о состоянии закладочного массива и обеспечение непрерыв ности контроля за ним.

Поставленная цель достигается тем, что :определяют влажность и пористость образца со свойствами, идентичными свойствам закладочного массива, определяют его исходную плотность, после чего вьшвляют эталонную зависимость изменения этих характеристик при объемном сжатии образца в режиме действующих на массив нагрузок до полного уплотнения образца, затем измеряют плотность и влажность непосредственно в нагруженном массиве, определяют расчетным путем его пористость, сравнивают эти характеристики с эталонными зависимостями и по их изменениям судят о нагфяженнодeфopмvфoвaннoм состоянии эакпадочногю массива, при этом прогноз дальнейшей несущей способности поддерживающего закладочного массива осуществляют по его остаточной фактической пористости. Причем измерения в массиве плотноо ти и влажности в одних и тех же точках производят радиоизотопными тфиборами, а определение напряженно-Деформирован- ного состояния закладочного массива проводят по трем взаимно перпендикулярным направлениям, Способ определения напряженно-деформировайного состояния закладочного мас сива осуществляют следукяцим образом. Е)ерут образец с начальными свойсГвами изучаемого закладочного массива (выбуривают его из незагруженного массива после окончания его формирования и набора им нормативной прочности или изготовляют его в лабораторных условиях по известному рецепту применяемой закладки), определяют начальные характеристики пористости, влажности и плотности, затем помещают его в обойму, и нагружают образец тфи объемном ежатии нагрузкой, превышающей в 3-10 раз предел его структурной прочности до полного уплотнения образца при данном режиме нагрузки, получая при этом эталонные зависимости изменения характе ристик пористости, влажности и плотност от нагрузки. Затем в исследуемом нагруженном массиве бурят скважины по трем взаимно перпендикулярным направлениям, путем их зондирования (каротажа) определяют характеристики плотности и влажности по показаниям приборов и по их значениям вычисляют фактическую пористость. Измерение характеристик плотности и влажности производят радиоизотопными приборами (например, с помощью глубинного гамма-плотномера - .ГТП и нейтронно го измерителя влажности НИВ) через Заданные интервалы времени в одних и тех же точках массива и регистрируют иолученные данные дистанцисмно в общей сио теме непрерывного контроля за напряжен нб-деформируемым состоянием обрабаты ваемого участка месторождения. Для характеристики объемного поля напряжений закладочный массив опробуют по трем взавмно перпендикулярным направлениям Последующие определения характеристик плотности, пористости и влажности проводят в тех же точках массива. Сопоставляют результаты определений плотности, пористости и влажности закладонного массива с эталонными графиками деформирования образца и судят о напряженно-деформировшшом состоянии массива по изменению характеристик пористости, влажности и плотности. При этом по остаточной фактической пористости осуществляют прогноз дальнейшей несу- щей способности поддерживающего закладочного массива. По технологическим журналам опреде-. ляют состав (рецепт) закладочной смеси. уложенной в вьфаботанное пространство. В лабораторных условиях изготавливают серию образцов-близнецов закладки идентичного состава с хранением их до набора нормативной прочности. Определяют начальные характеристики состояния закладки: плотность, влажность, пористо сть и контрольную характеристику прочности. Эти работы могут быть выполнены на образцах-кернах, выбуренных из закладочного массива на момент, предшествук щий начальному учету состояния заклад После этого производят испытания образцов. Для этого задается режим пригрузки образцов по ступеням, соответствующим кратному увеличению отношения действующей нагрузки к нормативной прочности закладки( на пример, УО - ЬЯстц 2 С Ясж ; 3 ER еж , 4 Гясж . 5 f RCTK 1 ) этом крайнее значение . PQ должно соответствовать максимально возможной нагрузке в массиве (в данном случае Р 5 200 кгс/см ТН). Образцьь-близнецы одной серии помещаются в обоймы и пригружаются каждый на свою ступень нагружения. В процессе нагружения производят учет деформаций в плоскости действия нагрузки (осадки) на данный образец. После окончания испытаний строят график нагружения в координатах осадка эрема для каждого из образцов-блн.знецов . По графику определяются точки стабилизации осадки (полное уплотнение образца при данной нагрузке), после которых не наблюдается; роста деформации (осадки) образца под действием этой нагрузки. По найденным точкам строит он график в координатах осадка - нагрузка.