Патенты автора Барышников Дмитрий Васильевич (RU)
Изобретение относится к горной промышленности, используется при разработке подземным способом мощных крутопадающих рудных тел с неустойчивыми ценными рудами, например кимберлитовых трубок. Способ включает формирование искусственного массива, нисходящую выемку запасов месторождения под ним отрабатываемыми камерами в шахматном порядке со смещением на подэтаж и с приданием им в поперечном сечении вида вытянутого по вертикали шестигранника с равными в вертикальном сечении верхними и нижними гранями, с использованием вееров нисходящих буровзрывных скважин, пробуренных из предварительно пройденных буровых выработок в верхней части каждой отрабатываемой камеры. В каждом веере нисходящих буровзрывных скважин выполняют бурение не менее двух вертикальных нисходящих буровзрывных скважин, на стенках которых на проектных отметках почвы производят нарезание поперечных полостей с острой кромкой на ее периферии на расчетную глубину прорезания, не более радиуса нисходящей буровзрывной скважины. Технический результат - повышение точности формирования проектного профиля почвы отрабатываемых камер путем предварительного направленного локального разупрочнения рудного массива. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к системе видеомониторинга околоскважинного пространства. Система видеомониторинга околоскважинного пространства для контроля деформационных процессов горных пород и закладочного массива включает скважинный видеозонд, электронный блок и интерфейсную подсистему. Электронный блок выполнен на основе преобразователя электрических сигналов с блоком питания и включает модуль передачи и обработки данных, блок питания и блок управления питанием. Электронный блок реализован с возможностью передачи цифровых данных в режиме реального времени в интерфейсную подсистему. Интерфейсная подсистема представлена в виде персонального компьютера с программным обеспечением сбора, хранения, управления и отображения информации. Интерфейсная подсистема дополнительно включает блок предварительной обработки сигналов датчиков и цифровой видеокамеры, блок выбора режимов проведения эксперимента. Выходы блоков обработки сигналов и выбора режимов эксперимента параллельно соединены со входами блока отображения текущей информации и управления экспериментом с функцией создания и отображения виртуальной цифровой 3D-модели поверхности стенок контролируемой скважины. Выход блока отображения текущей информации и управления экспериментом соединён с входом блока представления данных и хранения файлов. Технический результат заключается в возможности определения в режиме реального времени ориентации разрывов горной породы и закладочного массива, профиля контролируемой скважины, зон нарушения поверхности контролируемой скважины. 1 ил.
Изобретение относится к горному делу, а именно способу оценки напряжений массива горных пород методом параллельных скважин, предназначено для определения напряжённо-деформированного состояния (НДС) массива горных пород на угольных и рудных месторождениях, а также бетонного массива и может быть использовано для оценки и прогноза устойчивости горных выработок при производстве добычных работ. Согласно способу на контролируемом участке бурят измерительную скважину, устанавливают в неё измерительный прибор, с помощью которого измеряют величины радиальных смещений стенок измерительной скважины. Бурят разгрузочную скважину параллельно измерительной скважине, а после завершения бурения разгрузочной скважины в неё устанавливают нагрузочное устройство, с помощью которого нагружают стенки разгрузочной скважины равномерным давлением, после чего измеряют величины радиальных смещений стенок измерительной скважины и по зависимости величин радиальных смещений стенок измерительной скважины от давления, приложенного к стенкам разгрузочной скважины, определяют упругие характеристики массива горных пород, по которым определяют НДС массива горных пород в месте проведения измерений. При этом места установки измерительного прибора в измерительной скважине определяют по результатам анализа выбуренного из неё керна, а также с помощью видеосъёмки или эндоскопического исследования состояния поверхности её стенок. Установку измерительного прибора производят на участках сплошного массива без нарушений сплошности поверхности стенок измерительной скважины и при отсутствии в ней трещин. При установке измерительного прибора выполняют его ориентацию в плоскости, перпендикулярной продольной оси измерительной скважины. При измерении используют измерительный прибор с цифровым устройством и возможностью автоматической регистрации и передачи данных в виде цифрового сигнала в режиме реального времени из места проведения измерений в интерфейсную систему сбора, хранения, обработки, преобразования и интерпретации полученных данных в виде персонального компьютера (ПК) с общим и прикладным программным обеспечением, включающим расчётную упругую геомеханическую модель поведения исследуемого массива горных пород в цифровой форме. Измерение величин радиальных смещений стенок измерительной скважины и их автоматическую регистрацию в режиме реального времени производят как минимум по четырём разноориентированным измерительным направлениям с инструментальным и визуальным контролем на экране ПК их изменений в процессе бурения, а равномерное нагружение давлением стенок разгрузочной скважины нагрузочным устройством. Определяют комплексную упругую характеристику массива горных пород, с предварительной оценкой качества полученных данных. После определения НДС, при положительной предварительной оценке качества полученных данных в процессе нагружения давлением стенок указанной разгрузочной скважины, производят инструментальный контроль взаимного расположения указанных измерительной и разгрузочной скважин в плоскости, перпендикулярной продольной оси измерительной скважины, и визуальный контроль на экране ПК изменений их взаимного расположения в процессе бурения. По результатам определения фактического взаимного расположения указанных скважин, в случае нарушения их параллельности, уточняют величину комплексной упругой характеристики массива горных пород в месте проведения измерений с учётом фактической геометрии скважин. Процесс измерения в режиме реального времени величин радиальных смещений стенок измерительной скважины останавливают в тот момент, когда измерительным прибором регистрируют их скачкообразные изменения. С помощью компьютерной программы в интерфейсной системе в автоматическом режиме используют полученные величины радиальных смещений стенок измерительной скважины для предварительной оценки результатов определения НДС непосредственно в месте его проведения и сравнивают их с ранее полученными соответствующими данными в предыдущем месте проведения измерений. По результатам сравнения принимают решение о целесообразности дальнейшего проведения исследований НДС массива горных пород по всей глубине измерительной скважины. Технический результат - повышение точности определения местоположения зон локализации деформаций. 7 ил.
Изобретения относятся к измерительной технике - к технике создания автоматизированных систем контроля напряженно-деформированного состояния массива горных пород, и могут быть использованы в горном деле для контроля деформационных процессов горных пород и закладочного массива. Технический результат - повышение точности измерения радиальных смещений контура измерительной скважины относительно вертикальной плоскости и повышение точности определения местоположения зон локализации напряжений (критических зон). Скважинный многоканальный деформометр выполнен с возможностью перемещения вдоль продольной оси измерительной скважины и содержит герметичный цилиндрический корпус со средствами измерения радиальных смещений контура измерительной скважины, выполненными в виде тензодатчиков, герметизированных термоусадочными трубками, закрепленных на упругих балочках равного сопротивления изгибу и равномерно размещенных по окружности с одного торца корпуса. С другого торца по окружности указанного корпуса равномерно размещены упругие элементы для обеспечения его постоянного контакта с поверхностью измерительной скважины, которые выполнены, по меньшей мере, в виде трех гибких пластин, каждая из которых снабжена полусферической опорой. Деформометр снабжен блоком усилителей, блоком аналого-цифрового преобразования (блок АЦП), блоком микропроцессора, блоком линейных преобразователей и датчиком контроля положения упомянутого деформометра в вертикальной плоскости при повороте последнего досылочными элементами указанного корпуса. Тензодатчики электрически соединены по мостовой схеме с аналоговыми входами блока усилителей, аналоговые выходы которого электрически связаны с аналоговыми входами блока АЦП, многоканальный цифровой выход которого электрически связан с многоканальным цифровым входом блока микропроцессора, многоканальный цифровой выход передачи данных последнего электрически связан с многоканальным цифровым входом блока линейных преобразователей, а аналоговый выход датчика контроля положения упомянутого деформометра в вертикальной плоскости электрически связан с аналоговым входом блока линейных преобразователей. Предложена система, которая включает последовательно соединенные упомянутый деформометр и электронный блок с блоком питания, выполненный на основе блока АЦП и блока передачи данных в цифровой форме в режиме реального времени по радиоканалу в интерфейсную подсистему, которая реализована в виде ПК с общим и прикладным программным обеспечением, включающим модуль сопряжения с радиоканалом и предварительной обработки цифровых сигналов и модуль выбора режимов проведения эксперимента, соединенные с входами модуля управления экспериментом и отображения информации в графической и символьной форме, выход которого соединен с входом модуля представления данных и хранения файлов. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к горному делу, предназначено для осуществления контроля напряженно-деформированного состояния (НДС) массива горных пород, в том числе имеющего блочную структуру, и может быть использовано для оценки и прогноза устойчивости горных выработок при производстве добычных работ. Технический результат - повышение точности определения местоположения зон локализации деформаций. Предложен способ, при котором на контролируемом участке бурят скважину из подземной горной выработки в направлении контура отрабатываемого пространства. Отбирают керн, по анализу которого определяют размеры, местоположение естественных блоков в массиве горных пород и границы между ними. Проводят испытания отобранного керна для каждого типа горной породы по глубине скважины и определяют величину предельно допустимой упругой деформации данного типа горной породы. Устанавливают реперы вдоль продольной оси скважины в пределах естественных блоков. Места установки реперов выбирают в непосредственной близости к границам естественных блоков, а при отсутствии последних - через определенный интервал по глубине скважины. Дальний репер закрепляют вблизи контура отрабатываемого пространства. Измеряют величины смещений между смежными реперами вдоль продольной оси скважины. Дополнительно измеряют величины смещений каждого репера вдоль продольной оси скважины относительно кондуктора, которые используют при вычислении величин деформаций массива горных пород, жестко закрепленного на устье скважины, для чего каждый из реперов оснащен автономной гибкой связью, например струной из нержавеющей стали, один конец которой закреплен на репере, а другой конец выведен через установленный на кондукторе измерительный блок и соединен с натяжным устройством для создания постоянного натяжения гибкой связи с возможностью перемещения натяжного устройства вдоль нее. После измерения смещений вычисляют по ним величины деформаций массива горных пород, а по деформациям - параметры упругих или неупругих деформаций, по которым оценивают изменения НДС массива горных пород на контролируемом участке. Причем параметры упругих или неупругих деформаций естественных блоков массива горных пород определяют путем сравнения полученных величин деформаций массива горных пород с предельно допустимой величиной упругой деформации данного типа горных пород. Далее фиксируют зоны их локализации, определяют параметры этих зон. Наступление активной стадии деформирования горной породы в зоне неупругих деформаций и ее продолжительность, вплоть до обрушения приконтурного массива в отработанное пространство, устанавливают по тем реперам, на которых регистрируют величины смещений относительно кондуктора с незатухающей скоростью. Величину предельно допустимых смещений реперов, при которой происходит обрушение приконтурного массива, определяют в момент обрыва гибкой связи любого из реперов и используют ее для прогноза дальнейших обрушений прилегающего к отработанному пространству массива горных пород при последующем контроле его НДС по сохранившимся в работоспособном состоянии реперам. 1 ил.
Предложенная группа изобретений относится к измерительной технике, в частности к технике создания скважинных инклинометрических систем, и может быть использована в горном деле для контроля деформационных процессов горных пород и закладочного массива. Техническим результатом является повышение точности измерения угла наклона субгоризонтальной скважины относительно горизонтальной плоскости и повышение точности определения местоположения зон локализации деформаций (критических зон). Предложен скважинный инклинометрический зонд, содержащий цилиндрический корпус со средствами измерения угла наклона субгоризонтальной скважины, помещенный в обсадной трубе для установки в указанной скважине с возможностью перемещения вдоль продольной ее оси. При этом средства измерения угла наклона субгоризонтальной скважины реализованы размещенными перпендикулярно друг другу измерительным датчиком угла наклона указанной скважины относительно горизонтальной плоскости, установленным в плоскости продольной оси корпуса, и датчиком контроля положения упомянутого измерительного датчика в вертикальной плоскости путем поворота зонда досылочными элементами корпуса. Указанные датчики связаны со входами блока согласования, соединенного с выходом указанного зонда. С внешней стороны корпус имеет по меньшей мере две опоры, закрепленные в нижней части корпуса на его концах, а в верхней части - по меньшей мере два подпружинивающих элемента для постоянного контакта опор в нижней части корпуса с внутренней поверхностью обсадной трубы. Предложена также система для определения вертикальных сдвижений горных пород и закладочного массива, включающая последовательно соединенные упомянутый зонд, электронный блок, выполненный на основе аналого-цифрового преобразователя с блоком питания, интерфейсную подсистему с прикладным программным обеспечением сбора и хранения информации. При этом электронный блок снабжен соединенным с аналого-цифровым преобразователем и блоком питания модулем передачи данных в цифровой форме в режиме реального времени в указанную интерфейсную подсистему, которая реализована в виде персонального компьютера с общим и прикладным программным обеспечением обработки и преобразования информации, дополнительно включающим блок предварительной обработки сигналов указанных датчиков и блок выбора режимов проведения эксперимента, соединенные со входами блока отображения текущей информации в графической форме и управления экспериментом, выход которого соединен со входом блока представления данных и хранения файлов. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
