Способ определения направления действия максимальных напряжений в горном массиве

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРАВЛЕНИЯ ДЕЙСТВИЯ МАКСИМАЛЬНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ В ГОРНОМ МАССИВЕ, включающий бурение взрывных скважин, заряжание , взрывание и фиксирование участков разрушения, отличающий-с я тем, что, с целью снижения трудоемкости и повыяения точности измерений-, бурят контрольные сквс1жииы параллельно между собой по окружности , a взрывную скважину бурят в -Центре этой окружности и по положению разрушений, образовавшихся после взрывания скважины, определяют направление действия максимальных напряжений..

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) у) Е . 21 С 39/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕ ГЕЛЬСТВУЯ», -»,г »

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3366270/22-03 (22) 16.12 ° 81 (46) 15.07.83. Бюл, 9 26 .(72) A.Â.Eôðåìîâ, Е.П.Рябченко, M.В.Курленя, В.Н.Опарии и И.A.Ëåáåöкая (71) Институт горного -дела Сибирского отделения АН СССР (53) .622.235 (088.8) (56) 1. Турчанинов И.A. и др. Тектонические напряжения в земной коре и устойчивость горных выработок.

Л., "Наука", 1978, с. 40-41.

2 Авторское свидетельство СССР

9 406013, кл, E 21 С 39/00, 1972. (54) (57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ HAIIPABЛЕНИЯ ДЕЙСТВИЯ NAKCHNAJIbHblX НАПРЯЖЕНИЙ В ГОРНОМ NACCHBE включающий бурение взрывных скважин, заряжание, взрывание и фиксирование участков разрушения, о т л и ч а ю щ и й- с я тем, что, с целью снижения трудоемкости и повышения точности измерений, бурят контрольные скважины параллельно между собой по окружности, а взрывную скважину бурят в центре этой окружности и по положению разрушений, образовавшихся после взрывания скважины, определяют направление действия максимальных напряжений.

»»

1028844

Изобретение относится к горному делу и предназначено для определения напряженного состояния однород ного массива горных пород.

Известен визуальный способ оценки налряженности пород, включающий бурение в стенках выработки скважин, систематическую фиксацию положения участков разрушения на их контурах и определение по ориентации зон разрушения пород направления действия наибольших сжимающих напряжений P1).

Однако этот способ характеризуется низкой оперативностью определения направления действия максимальных напряжений, так как необходимо 15 длительное время для образования разрушений на контуре скважин.

Наиболее близким по технической суцности к предлагаемому является способ определения направления дейст. 20 вия максимальных напряжений в горном массиве, включающий бурение взрывных скважин, заряжание, внутреннюю гидрозабойку, герметизацию скважин и взрывание, а после взрывания оценивают силовые векторы действуюцего поля напряжений по форме и размерам образовавшихся полостей (2 ).

Недостатками укаэанного способа являются высокая трудоемкость и низкая точность, связанная с влиянием мелких нарушений стенок скважины, образующихся при бурении, на разме-. ры и форму. полученной при взрыве полости.

Цель изобретения — снижение трудоемкости и повышение точности измерений.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу определения, 40 направления действия максимальных напряжений в горном массиве, включающему бурение взрывных скважин, заряжание, взрывание и фиксирование участков разрушения, бурят контроль- 4 ные скважины параллельно между собой по окружности, а. взрывную скважину бурят в центре этой окружности и по положению разрушений, образовавшихся после Взрывания скважины QBpe g{) деляют направление действия максимальных напряжений.

На фиг. 1 показано расположение скважин; на фиг. 2 — пример опре— деления напРавления действия максимальных напряжений.

Способ осуществляется следующим образом.

В стенке выработки 1 бурят параллельные между собой контрольные скважины 2 но окружности с радиусом 60 равным оптимальной для данных условий взрывания линий наименьшего сопрс1тивления. В центре этой окружности бурят взрывную скважину 3, которую з аряжают зарядом в зрйвчатого вещества и взрывают. При этом происходит разрушение целика 4 между заряжаемой и контрольной скважиной, которое и показывает направление действия максимальных напряжений.

Основой предлагаемого способа является то, что при взрывании заряда в напряженном массиве его основное действие связано с вектором максимальных напряжений, действующих в массиве (фиг. 2).

Экспериментальные данные по взрыванию зарядов тэна в образцах из оргстекла и мрамора при одновременном воздействии на образец неравномерно приложенных напряжений ука-. зывают на то, что пробивное расстояние между заряжаемым и незаряжаемым отверстием в направлении действия максимальных напряжений К о в 2-3 раза .повышает предельно пробивное расстояние в направлении действия минимальных напряжений Гщ1„, которые направлены перпендикулярно к максимальным. Следов атель но, в случае напряженного состояния массива разрушение между заряжаемой и незаряжаемыми скважинами всегда происходит в направлении деиствия максимальных напряжений.

Применение предлагаемого способа поэволяет снизить трудоемкость при определении направления действия максимальных напряжений в массиве за счет упрощения процесса измерений, так как отпадают операции по выполнению внутренней гидрозабойки, герметизации устьев скважин при помощи специальных устройств, удалении после взрыва внутренней забойки, герметизаторов и измельченной при взрыве породы. Применение предлагаемого способа повышает точность измерений эа счет того, что зона разрушения при его использовании в 2-3 раза больше, чем при использовании известного способа, поэтому отпадает необходимость использования специальных устройств для измерения 3оН разрушения. Кроме того, при измерении напряженного состояния массива в призабойной зоне (на глубине 2

4. и) в предлагаемом техническом решении возможно применение шпуров вместо скважин. Это становится воз. можным за счет использования контрольных незаряжаемых шпуров, которые увеличивают зону разрушения с

2-3 до 5-7 диаметров заряда. Применение шпуров небольшого диаметра в известном способе недопустимо,, так как образованная при взрыве заряда малого диаметра полость имеет небольшие размеры, что затрудняет измерение ее профиля и резко снижает точность измерения.

1028844

Составитель Л.Березкина

Редактор-Н.Киштулинец Техред И.Тенер Корректор Т.Интрович

Заказ 4918/30 Тираж 603 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

l.

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4