Способ контроля напряженного состояния массива горных пород

 

СПОСОБ КОНТРОЛЯ НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ МАССИВА ГОРНЫХ ПОРОД, включающий измерение ускорения мгно .венных деформаций до момента перемены знака ускорений и сравнение полученной величины ускорения с эталонной , отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности контроля путем прогнозирования вида разрушения неоднородного массива, нагружают в статическом режиме оконтуренные щелями разновидности слагающих пород, выделяют породы с преобладанием пластических свойств, регистрируют для этих пород в динамическом режиме нагружения ускорения мгновенных деформаций, соответствующие моменту потери устойчивости с проявлением признаков хрупкого разрушения, J1 наименьшую из полученных величин принимают за эталонную,при этом измеренное дпя всей контролируемой толщи массива ускорение мгновенной деформа (О ции, превьщ1ающее эталонное, соответствует динамическому разрушению, а в противоположном случае - спокойному разрушению.

„SU„, 1 142

COOS COBETCHHX

CNINVHI фцр Е 21 С 0

/ ус.

/ г :.;

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИФ.-н ааеоесноиу сааемуиъосву

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ГЮ ДКЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОЧНРЫТИЙ (21) 3568009/22-03 (22). 28.03.83 (46) 30,10.84. Бюл. 11ф 40 (72) Я.А. Бич, В.С. Ямщиков, И.Ш.Коган, 1О.Я. Минин и А.В. Кори (71) Всесоюзный ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела (53) 622.35(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

11ф 947421, кл. Е 21 С 39/00, 1980.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 962616, кл. Е 21 С 39/00, 1981. (54)(57) СПОСОБ КОНТРОЛЯ НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ МАССИВА ГОРНЫХ ПОРОД, включающий измерение ускорения мгно.венных деформаций до момента перемены знака ускорений и сравнение полученной величины ускорения с эталонной, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности контроля путем прогнозирования вида разрушения неоднородного массива, нагружают в статическом режиме оконтуренные щелями разновидности слагающих пород, выделяют породы с преобладанием пластических свойств, реги" стрируют для этих пород в динамичес. ком режиме нагружения ускорения мгновенных деформаций, соответствующие моменту потери устойчивости с проявлением признаков хрупкого разрушения, и наименьшую из полученных величин принимают за эталонную,при этом изме- ренное для всей контролируемой толщи g массива ускорение мгновенной деформации, превышающее эталонное, соответствует динамическому разрушению, а в противоположном спучае — спокойному разрушению. И

1121

Изобретение относится к горному делу и предназначено для прогнозирования устойчивости горных выработок.

Известен способ контроля напряS женного состояния массива горных пород, включающий непрерывную регистрацию деформации массива и определение промежутка времени до максимума скорости мгновенных деформаций P1), Однако данный способ не позволяет прогнозировать вид разрушения горных пород при потере устойчивости.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ контроля напряженного состояния массива горных пород, включающий измерение ускорения мгновенных деформаций до момента перемены. знака ускорений и сравнение измеренной величины ускорения с эталонной (2)Ä

Недостаток способа состоит в невозможности прогнозирования вида разрушения пород под действием напряжений при потере устойчивости. Между тем вид разрушения (динамическое, спокойное) сопровождается различными последствиями и степенью ущерба. При отсутствии прогнозных сведений о видах разрушения затрудняется выбор необ30 ходимых мер по их предотвращению или изменению их проявления для снижения вредных последствий.

Цель изобретения — повышение эффективности контроля массива путем прогнозирования вида разрушения в мо-З5 мент потери устойчивости.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу контроля напряженного состояния массива горных пород, включающему измерение ускорения hG новенных деформаций до момента перемены знака ускорений и сравнение полученной величины ускорения с эталонной, нагружают в статическом режиме оконтуренные щелями разновид- 45 ности слагающих пород, выделяют породы с преобладанием пластических свойств, регистрируют для этих пород в динамическом режиме нагружения ускорения мгновенных деформаций, соответ-5О ствующие моменту потери. устойчивости с проявлением признаков хрупкого разрушения и наименьшую из полученных величин принимают за эталонную, при этом измеренное для всей контролируе-Ы мой толщи массива ускорение мгновенной деформации, превышающее эталонное, соответствует динамическому

428 1 разрушению, а в противоположном ,случае — спокойному разрушению.

Повышение эффективности контроля напряженного состояния путем прогнозирования вида разрушения в момент потери усгойчивости базируется на том, что поведение массива под действием напряжений обусловлено характером деформирования всей толщи пород, вскрытой выработкой. Если в массиве имеются породы с преобладанием пластических свойств, то вид разрушения в момент потери устойчивости будет зависеть от скоростного режима изменения напряженного состояния. Динамическое разрушение массива возможно,,когда ускорение мгновенных деформаций в нем превышает предельное ускорение перехода в неустойчивое состояние с проявлением пластического деформирования. При наличии в массиве нескольких типов пород с преобладанием пластических свойств этим предельным ускорением для массива является минимальное ускорение мгновенных деформаций из всех предельных значений, которые для каждой породы будут различными. Потеря устойчивости хрупких пород протекает с динамическими формами разрушения независимо от скоростных режимов изменения напряженного состояния .

Поэтому первоочередным является определение деформационных свойств каждой разновидности пород в статическом режиме нагружения. Для определения деформационных свойств в каждой разновидности слагающих пород перпендикулярно направлению измерения деформаций образуют щели, нагружают оконтуренные ими призмы и измеряют смещение фиксированных в них точек в процессе нагружения. В породах с преобладанием пластических свойств снова образуют щели, нагружают оконтуренные ими призмы в динамическом режиме и регистрируют предельные ускорения мгновенных деформаций момента потери устойчивости с проявлением признаков хрупкого разрушения. Наименьшее из них является границей, начиная с которой при непрерывном измерении ускорений в массиве в случае превышения ее прогнозируют динамическое разрушение . При наличии в массиве только пород с преобладанием хрупких свойств необходимость в динамических испытаСоставитель Г. Алексеева

Редактор А. Долинич Техред О.Неце Корректор Л. Пилипенко

Заказ 7951/26 Тираж 564 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Э 11 ниях отпадает в связи с однообразием вида разрушения в динамической форме.

Такое выполнение способа позволяет прогнозировать формы проявления горного давления и принимать соответствующие эффективные профилактические меры по предотвращению -его вредного воздействия на устойчивость горных выработок. По сравнению с базовым объектом, заключающимся в контроле напряженного состояния по результатам

21428 4 измерения деформаций массива, осуществляют дифференцированную оценку возможных видов разрушения на участках, сложенных породами с различными деформационными свойствами. Прогноз позволит, снизить время простоев, уменьшить затраты на применение профи-. лактических мер за счет правильного их выбора и сократить объем мероприятий по ликвидации последствий потери устойчивости.