Способ контроля напряженно-деформированного состояния горных пород

 

СПОСОБ КОНТРОЛЯ НАПРЯЖЕННОДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД по авт.св. № 933997, отличающийся тем, что, с целью повышения точности контроля, определяют направление главных компонент тензора напряжений по ориентации излома хрупких равнопрочных колец, с внутренней стороны которых на равных расстояниях друг от друга выполнены насечки. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

4(512 E 21 С 39/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ

H ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 933997 (21)3676458/22-03 (22) 20.12.83 (46) 23.06.85. Бюл. !! 23 (72) Э.П. Таран, Ю.М. Кашин, В.Н. Власов и А.Е. Умнов (71) !Итаб военизированных горноспасательных частей Сибири и Дальнего Востока (53) 622.35(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР !! 933997, кл. Е 21 С 39/00, 1973.

„„SU„„31 2972 (54) (57) СПОСОБ КОНТРОЛЯ НАПРЯЖЕННОДЕФОРКИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ГОРНЫХ

ПОРОД по авт.св. !! - 933997, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности контроля, определяют направление главных компонент тензора напряжений по ориентации излома хрупких разнопрочных колец, с внутренней стороны которых на равных расстояниях друг от друга выполнены насечки.

При деформациях стенок скважины кольца разрушаются по трещине 4, 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 трещины 4 в них.

Пусть, например, первое кольцо

5 (фиг. 3) протарировано или рассчитано на разрушение при увеличении напряжений в породе на

100 кг/см, кольцо 6 — на увеличение напряжений в породе на 200 кг/см, кольцо 7 — на 300 кг/см . В процессе возрастания напряжений в породном массиве вокруг скважины, наприПри увеличении напряжений в массиве

100 кг/см кольцо 5 разрушается по трещине 4, при этом направление трещины 4 совпадает с направлением своим направлением трещины 4 и т.л жений в массиве превысил 100 кг/см, но меньше, чем 200 кг/см .

Кольца могут изготавливаться иэ самых различных достаточно хрупких материалов, таких, как стекло, керамика и др, Разная прочность колец может быть достигнута либо за счет изменения диаметра внутреннего отверстия, либо эа счет изготовления колец иэ разных материалов, либо за счет изменения глубины насечек на внутренней поверхности.

Число колец, устанавливаемых в скважине, и их шаг по разрушающей нагрузке определяется требуемой точностью измерений, 1 1162972 2

Изобретение относится к горной Кольца 2 изготавливают одинакопромышленности и может быть исполь- вых параметров в каждом типоразмере зовано на угольных, rîðíîðóäíûõ и, тарируют определенное количести других предприятиях, занимающих- во колец из каждого типоразмера. ся добычей полезных ископаемых. 5

Цель изобретения — повышение точности KOHTpoJIH

На фиг. 1 показано сечение скважины с кольцом, на фиг. 2 — разрушенное кольцо; на фиг. 3 — продольное 10 сечение скважины с кольцами.

В массиве горных пород бурится скважина 1 (фиг. 1) диаметром 150 мм в которой на глубине 1 м устанавливают кольцо 2. На этом кольце 2 предварительно на внутренней его по верхности выполняют насечки 3 глубиной от 5 мм до 20 мм на расстоянии 10 мм друг от друга. Затем кольцо тарируют или рассчитывают на раз- 20 рушение при увеличении напряжений в породе на 100 кг/см .

При деформации стенок скважины,-1 под действием давления, превышающемер, эа счет влияния очистных работ, ro предел прочности кольца 2, из настенки скважины I совместно с уссечек 3 начинают развиваться трещитановленными в них кольцами 5 — 7 ны 4 (фиг. 2) . будут деформироваться, что приведет

Хрупкие кольца 2 с насечками 3 к возникновению напряжений в них. являются в определенном смысле кольцами с зародышевыми трещинами.

Как показали эксперименты, при

30 сжатии хрупкого кольца 2 с насечками 3 первоочередно возникают и начиприроста напряжений в породе. При нают развиваться трещины 4 в месте возрастании напряжений в породе на . приложения нагрузки большей по аб- 200 / разрушит кг gM разрушится кольцо 6 со солютному значению величины.

При условии напряженного состоя- Если при очередном осмотре скважины ния массива давление на стенки сква-. будет обнаружено, что первое кольцо жины 1 имеет разную величину и на- сломано, то очевидно, прирост напряправление. На фиг. 2 показано образование трещины 4 в плоскости более сильного сжатия. Направленность главных компонент тензора напряжений определяется по излому хрупкого кольца с насечками, которое ломается не произвольно, а в плоскости наибольшего сжатия.

Хрупкие кольца 2 выполняют различной прочности и с различным внутренним диаметром, которые размещают вдоль скважины с промежутками одно за другим, причем кольца с большим внутренним диаметром располагают ближе к устью скважины, а о величине прироста напряжений судят по .числу разрушенных колец.

1 162972

Г

/

/

l

Составитель Г. Алексеева

Редактор E. Лушникова Техред М.Пароцай Корректор, И. Эрдейи

Заказ 4073/30 Тирам 482 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