Способ изготовления измерительных колец для контроля напряженно-деформированного состояния горных пород

 

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ КОЛЕЦ ДЛЯ КОНТРОЛЯ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД, включающий выполнение измерительных колец с разными внутренними диаметрами и расположение их в скважине таким образом, что кольца с большим внутренним диаметром расположены ближе к устью, сяличающийся тем, что, с целью увеличения производительности и экономической эффективности изготовления измерительных колец, их выполняют непосредственно в скважине из контролируемых пород бурением , причем между измерительными кольцами разного диаметра выполняют разделительную проточку.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПЯЬЛИК

„„SU„„1071751 з(д) Е 21 С 39/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ASTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ. (21) 3530337/22-03 (22) 30.12.82 (46) 07.02.84. Бюл. № 5 (72) И -Г. И.Дольник, А.В. Кори, А. С. Прытков, А. Ь, Мусаев и Г. С. Цой (53) 622.35(088.8) (56) 1. Катков Г. А. Исследование горного давления с применением фотоупругих элементов. М., «Наука», 1978.

2. Авторское свидетельство СССР № 933997, кл. Е 21 С 39/00, 1973 (прототип) . (54) (57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ КОЛЕЦ ДЛЯ КОНТРОЛЯ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД, включающий выполнение измерительных колец с разными внутренними диаметрами и расположение их в скважине таким образом, что кольца с большим внутренним диаметром расположены ближе к устью, огличающийся тем, что, с целью увеличения производительности и экономической эффективности изготовления измерительных колец, их выполняют непосредственно в скважине из контролируемых пород бурением, причем между измерительными кольцами разного диаметра выполняют разделительную проточку.

1071751

50

ВНИИПИ Заказ 11563/26 1нраж 563 (1одписное филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано на угольных, горнорудных и других предприятиях, занимающихся добычей полезных ископаемых, а также в научно-исследовательских организациях, занимающихся изучением горного давления.

Известен способ измерения напряжений в породном массиве с помощью фотоупругих датчиков (1).

Однако этот способ отличается значительной стоимостью, сложностью используемого оборудования и трудоемкостью, вследствие чего они не пригодны для массовых наблюдений за состоянием породного массива.

Известен также способ изготовления измерительных колец для контроля напряженно-деформированного состояния горных пород, включающий выполнение измерительных колец с разными внутренними диаметрами и расположение их в скважине таким образом, что кольца с большим внутренним диаметром расположены ближе к устью (2).

Недостатком известного способа являются высокая трудоемкость и стоимость изготовления измерительнчых колец, поскольку кольца изготовляют из хрупких материалов таких как стекло, керамика, которые тяжело поддаются обработке,необходимо точно подогнать кольцо под диаметр скважины, что трудоемко, и операция установки кольца, т. е. приклеивание к стенке скважины, требует дополнительных приспособлений (для нанесения клеющего вещества и введения самого кольца), так как склеивание кольца необходимо производить по всей поверхности соприкосновения со скважиной.

Цель изобретения — увеличение производительности и экономической эффективности изготовления измерительных колец.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу изготовления измерительных колец для контроля напряженнодеформированного состояния горных пород, включающему выполнение измерительных колец с разными внутренними диаметрами и расположение их в скважине таким образом, что кольца с большим внутренним диаметром расположены ближе к устью, последние выполняют непосредственно в скважине из контролируемых пород бурением, причем между измерительными кольцами разного диаметра выполняют разделительную;проточку.

На чертеже показана скважина.

Скважина 1 пробурена коронками разного диаметра и разделяется на участки, каждый из которых можно рассматривать как образованные в скважине с диаметром

d (максимальный диаметр скважины) кольца 2 — 4, изготовленные из контролируемой породы непосредственно в скважине. Между кольцами 2 — 4 выполняют зазор 5.Участки скважины с одинаковым диаметром выполняют длиной,,обеспечивающей исключение взаимного влияния образованных Iloродных колец. Образование колец может происходить бурением скважины сначала коронкой малого диаметра на всю длину скважины, а затем уже постепенно увеличивать диаметр скважины в отступающем порядке от забоя скважины заменой коронок. Затем между образованными породными кольцами выполняют зазор. Диаметры коронок выбирают в зависимости от параметров выполняемого кольца. Параметры колец зависят от механических свойств пород,для чего в контролируемом массиве выбуривается керн и изготавливаются из него кольца различного типоразмера, и тарируют их по определенным параметрам.

Бурением скважины. образуют кольца 2—

4 соответствующего типоразмера, обладающего соответствующими параметрами.

При деформации стенок скважины 1 кольца 2 — 4 разрушаются, причем о величине прироста напряжений в массиве и о направлении их действия судят по тому, какие из колец подвергнуты излому в процессе возрастания напряжений и как ориентированы плоскости их излома. Так .как кольца образуются непосредственно в контролируемом массиве, то плоскости излома точно характеризуют направление действия напряжений.

Пусть, например, кольцо 2 рассчитано на разрушение при увеличении напряжений в породе на 10 МПа, кольцо 3 — на

20 МПа, а кольцо 4 — на 30 МПа. При увеличении, напряжений в массиве, например, на 10 МПа кольцо 2 разрушится, при этом плоскость разрушения кольца совпадает с направлением прироста напряжений в породе. При возрастании напряжений в породе на 20 МПа разрушится кольцо 2 и т.д. Если при очередном осмотре скважины обнаружено, что первое кольцо сломано, то прирост напряжений в массиве превышает 10 МПа, но меньше чем 20 МПа.

Экономический эффект образуется за счет снижения трудоемкости и стоимости контроля. Изобретение позволяет увеличить производительность и экономическую эффективность изготовления измерительных колец.