Способ определения коэффициента удароопасности Советский патент 1982 года по МПК E21C39/00 

(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА УДАРООПАСНОСТИ

Изобретение относится к подземной разработке месторождений твердых полезных ископаемых и может быть использовано на гбрных предприятиях при прогнозировании горных ударов.

Известен способ определения удароопасности пород по величине коэффициента хрупкости Кх- Способ состоит в том, что определяются пределы прочности образца породы на сжатие 6с и растяжение , по которым затем рассчитывается величина коэффициента хрупкости KX 6с. /6р. К удароопасным относят породы, у которых коэффициент хрупкости превышает некоторое -.предельное значение К, т.е. , 1.

Основным недостатком этого способа является его высокая трудоемкость, обусловленная тем, что для определения пределов прочности бе и 6р необходимо готовить к испцтаниям вдвое большее количество образцов, так как одновременное определение 6с. р одном и том же образце не представляется возможным вследствие разрушения последнего при определении одного из параметров 6,. или бр.

Известен способ определения коэффициента удароопасности, включающий выбуривание кернов, подготовку образцов, нагрузку их и определение величины их упругой де5 формации 2.

Недостатком способа является то, что для построения зависимости напряжения 6 от деформации Е и, следовательно, для определения величин упругой Еу и остаточной

,Q ЕО деформаций необходимо предварительное определение величины разрушающей нагрузки, т.е. предел прочности на сжатие, а это требует дополнительное количество образцов. Поэтому требуется выбуривать, а затем готовить к испытаниям большее количество кернов, что значительно повышает трудоемкость способа определения коэффициента.

Цель изобретения - ускорение сроков определения.

2Q Цель достигается тем, что образцы нагружают ступенями с последующей полной разгрузкой образца на каждой ступени, причем нагрузку прекращают при появлении остаточной деформации, а затем по отношению

упругой деформации к остаточной судят о степени удароопасности массива.

Суть ступенчатого нагружения состоит .в том, что нагружение образца в каждом последующем цикле осуществляется с приращением нагрузки и последующей полной разгрузкой образца.

В результате проведенных испытаний установлено, что оптимальной величиной приращение нагрузки Р является 2 т.

Процесс нагружения и разгружения образца продолжают до момента появления в нем остаточной деформации Ед, после чего испытание прекращают. Для удобства наблюдений за ростом деформаций удобно использовать щлейфные осциллографы.

Для расчета коэффициента удароопасности с полученной осциллограммы снимаются значения максимально достигнутой деформации Е и соответствующей ей остаточной деформации ЕО.

Отсюда определеяется величина Ку К ()/Ео Еу/.Ео

Пример. Образец высотой 80 мм, диаметром 40 мм с наклеенными на его боковую поверхность тензодатчиками помещается под пресс, на котором производится его циклическое нагружение. Сигналы с тензодатчиков поступают на вход тензоусилителя и записываются на щлейфном осциллографе.

На фиг. 1 представлен график зависимости напряжения 6 от деформации Е; на фиг. 2- - осциллограмма деформируемости керна при цикличном нагружении.

Для проверки способа одновременно испытана партия образцов известным способом. Хорошая согласованность результатов

обоих испытаний позволяет заключить, что способ работоспособен.

Технико-экономическая эффективность изобретения складывается из сокращения трудозатрат на выбуривание, подготовку и испытание керна. Кроме того, возможно с одинаковой достоверностью определять величины Еу и EQ при наличии меньщего количества образцов керна, так как нет необходимости в определении разрушающей нагрузки.

Экономический эффект при годовом объеме бурения 300-500 п.м. составляет 5,2- 8,7 тис. руб.

Формула изобретения

Способ определения коэффициента удароопасности, включающий выбуривание кернов, подготовку образцов, нагрузку их и определение величины их упругой деформации, отличающийся тем, что, с целью ускорения сроков определения, образцы нагружают ступенями с последующей полной разгрузкой образца на каждой ступени, причем нагрузку прекращают при появлении остаточной деформации, а затем по отношению упругой деформации к остаточной судят о степени удароопасности массива.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Бич Я. А. Горные удары и методы их прогноза. М., ЦНИЭИуголь, 1972 (прототип).