Способ определения прочности горных пород

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК ((9) ((1) 4(5() Е 21 С 39/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСИОМЪГ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3677148/22-03 (22) 20.12,83 (46) 07.04.85. Бюл. Р 13 (72) С.Н. Дружинин, В.П. Корабельников, В.В. Иванов, А.Н. Зюзин и Ю.А. Шевелев .(71) Кузбасский политехнический институт (53) 550.83(088.8) (56) 1. Турчанинов И.А. и др. Основы механики горных пород. Л., "Недра", 1977, с. 98.

2. Авторское свидетельство СССР

У 562655, кл. Е 21 С 39/00, 1973 (прототип). (54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОЧНОСТИ

ГОРНЫХ ПОРОД, основанный на внедрении измерительных элементов в стенки скважины с переменной глубиной, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности, определяют количественное значение прочности пород, а внедрение измерительных элементов в стенки скважины проводят при различных усилиях внедрения, затем по разности глубин внедрения измерительных элементов в соответствующих точках скважины определяют прочность горных пород, при этом количественное значение прочности пород определяют по регрессионным зависи- 3 мостям разности глубин вдавливания от прочности пород.

1 11490

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при определении прочности горных пород в скважинах.

Известен способ оценки прочнос5 ти горных пород в массиве, основанный на внедрении индентора в стенку скважины и определении глубины и площади внедрения индентора при заданном усилии внедрения. При этом о прочности горных пород судят по глубине внедрения индентора (1) .

Недостатком способа является большая ошибка в определении глубины внедрения индентора вследствие вариаций диаметра скважины, вызванных разрушением ее стенок неточностями бурения. Кроме того, способ не позволяет определять прочность пород при непрерывном перемещении индентора вдоль оси скважины, вследствие чего нельзя зарегистрировать небольшие участки ослаблений массива в тонкие прапластки пониженной или по" вышеннай прочности.

Наиболее близким к изобретению па технической сущности и достигаемому результату является способ определения прочности горных пород, основанный на внедрении измерительных элементов в стенки скважины с переменной глубино" f2), Недостаткам известного способа является большая ошибка в определении глубины внедрения измеритель35 ных элементов, связанная с вариациями диаметра скважины вследствие ее разрушения и неточностей бурения.

-Поэтому на отдельных участках рост или уменьшение угла раскрытия ножей связан не с изменением прочности горных пород, а с изменением диаметра скважины.

Цель изобретения — повышение точности определения прочности горных пород в скважинах.

Поставленная цель достигается тем„ что согласно способу определения прочности горных пород, осноВанному на внедрении измерительньг 50 элементов в стенки скважины с переменной глубиной, определяют количественное значение прочности пород, а внедрение измерительных элементов в стенки скважины проводят при различных усилиях Внедрения, а затем по разности глубин внедрения измерительных элементов в соответствующих точках скважины определяют прочность горных пород, при этом количественное значение прочности пород определяют по регрессионным зависимостям разности глубин вдавливания ат прочности пород.

На фиг. 1 представлены экспериментально полученные кривые зависимости глубины внедрения измерительных элементов в стенки скважины от рас" стояния, отсчитываемого вдоль оси скважины; на фиг. 2 — регрессионная зависимость прочности горных пород от разности глубины внедрения ножей.

Кривая h, получена путем записи глубины внедрения измерительных элементов, выполненных в виде ножей, В стенки скважины при перемещении устройства вдоль скважины s случае„ когда давление в рабочей камере

3,5 атм, кривая h - в случае давления в рабочей камере 2,5 атм. На фиг. 1 представлена зависимость разности (h, — h ) = Ь h глубин внедрения ножей от расстояния вдаль оси скважины. Если судить о прочности пород по глубине внедрения ножей, можно сделать ошибочный вывод о том, что максимальная прочность пород наблюдается на глубине 6 5-7,5 м от устья скважины (фиг. 1). Такое же значение прочности пород фиксируе-.ся на расстоянии 0,5-1,5 м от устья. На кривои д h это становится более заметным.

Кроме того„ кривая д Ь показывае, что прочность горных пород в интервале 4-8 м практически не меняется, в та время как на кривых h <, h в этом интервале заметны вариации 1 глубины внедрения ножей, связанные с изменением диаметра скважины. По регрессионной зависимости прочности горных пород от разности глубины внедрения ножей (фиг. 2) легко апре" делить, что помещающиеся породы в исследуемой скважине в интервале

0-8 м имеют прочность в предесщ лах 60-95 МПа. Как правило, такую прочность имеют песчаники.

Применение предлагаемого способа позволяет более точно определять строение пород кровли, их прочность.

При этом улучшается технологический режим ведения горных работ, выбираются безопасные способы управления кровлей при отработке угольных массивов, улучшаются условия работы шахтеров, техника безопасности.

1149012 д2 ОУ

Фиг. 2

Составитель Г. Алексеева

Техред А.Кикемезей Корректор Е. Рошко

Редактор С.Патрушева

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

Заказ 1843/22 Тираж 482 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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