Способ определения напряжений в массиве горных пород Советский патент 1982 года по МПК E21C39/00 

Изобретение относится к горному делу, а именно к методам механики горных пород. Известен способ определения направления действия главных напряжений в массиве горных пород, заключаю щийся в фиксировании мест разрушения контура выработок (скважин) l Известен также способ определения напряжений в массиве горных пород, ; включающий фиксирование мест разрушения контура выработки и определение направлений действия главных напряжений f2. Недостатком данного способа является то, что он не позволяет определять количественные, т.е. абсолют ные значения действующих напряжений, что существенно снижает область его эффективного использования. Цель изобретения - расширение области применения способа. Поставленная цель достигается тем, что в местах разрушения контура выработки производят измерение максимальных параметров разрушенной области и по результатам измерений судят об абсолютной величине напряжений действующих в массиве горных пород. На чертеже изображена выработка в момент обрушения. Способ осуществляется следующим образом. Разрушение в выработке 1 произошло по площадкам максимального .сдвига 2. В поперечном сечении выработки прослеживается увеличение проектного сечения за счет участка, который разрушается в форме пластин конкретных размеров. Это увеличение выявляется в результате сопоставления проектного сечения выработки с ее действительным сечением, нанесенным на планшет в результате маркшейдерской съемки. Зафиксировав разрушенную область, начинают определять направление главных напряжений. Для этого в точке с максимальной высотой свода разрушенной области прюводят касательную, к которой восстанавливают перпендикуляр до пересечения с верти кальной осью выработки. Таким образом восстанавливают направление действия главных напряженийСГтах Vn Для вычисления количественных значе wi ViM ёобходимо измерить в реальных условиях толщину сГ и длину а пластин и определить в лабораторных условиях предел прочности породы на сдвиг С;). Далее пользуясь отмеченной выше задачей можно вычислить ( и б.„ . . При известном из анализа разрушенной области с учетом ее Длины,а коэффициенте бокового распора Л У(НЛ) А 2С-«-Л) ABCOS 2 0 )VcDe4e cSiH -ae, U) где «i ,а -п4 А- .ц 1 J. - , ,4 |Ь-1- j,4 |л4 I ЯС4 е---{- 1 + T4U /,в- полярные координаты точки в разрушенной области; R- радиус выработки; . (Г-толщина пластины; vnivi X6VnaKЕсли разрушение в выработке (сква жине) произошло в области растяжения (заштрихованная область, фиг. 2), то в поперечном сечении выработки прослеживается увеличение сечения за счет участка, имеющего форму шатра. Увеличение выявляется, в результате сопоставления проектного сечения выработки с ее действующим сечением, нанесенным на планшет в результате маркшейдерской съемки. Для определения направлений главных напряжений в точке с максимальной высотой купол у азрушенной области проводят касател ную к которой восстанавливают перпен рикулйр до пересечения с вертикально осью выработки. Для вычисления количественных значенийС hi-iH следует воспользоваться вышеописанной задачей, измерив в реальных условиях высоту h и ширину m купола и определив в лабораторных условиях предел прочности на растяжение (Cfp). При известном из анализа разрушенной области с учетом ее ширины m коэффициента бокового распора X ))5 ах - Vh-fir wax h - высота разрушенной области. Таким образом, фиксирование мест разруш15ний контура горных выработок (скважин) с последующим измерением максимальных размеров разрушенных областей позволяет определять не только направления действия главных напряжений , но и их количественные значения. Формула изобретения Способ определения напряжений в массиве горных пород, включающий фиксирование мест разрушения контура выработок и определение направлений действия главных напряжений, о т л и чающийся тем, что, с целью расширения области применения способа, в местах разрушения контура выработки производят измерение максимальных . параметров разрушенной области, и по результатам измерений судят об абсолютной величине главных напряжений, действующих в массиве горных пород. Источники информации, ринятые во внимание при экспертизе 1.Турчанинов И.А. и др. Основы еханики горных пород. Л., Недра, 1977, с. 218. 2.Макаров Ю.А. и др. Использование комуфлетного взрывания для оценки напряженного состояния массива. Новосибирск, СО АН СССР, 1976, с.112114 (прототип).

n«