Способ определения степени удароопасности массива горных пород

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТЕПЕНИ УДАРООПАСНОСТИ МАССИВА ГОРНЫХ ПОРОД включающий определение напряженнодеформированного состояния горных пород вне зоны влияния очистных , определение характера изменени упругой энергии массива в зоне концентрации напряжений в процессе ведения очистных работ при помощи геофиз ческого каротажа и сравнение полученных значений, по которым судят о степени удароопасности массива, отличающийс я тем, что, с целью повышения достоверности определения на больших глубинах,дополнительно определяют наличие в глубине массива вторичных зон концентрации напряжений и соответствуюв (их им зон наведенной трещиноватости и по характеру изменения упругой энергии массива в этих зонах судят о состоянии массива, причем неудароопасным считают массив, в котором в процессе очистных работ образуются новые вторичные зоны наведенной трещиноватости, а угрожаемыммассив , в котором новых вторичных зон не образуется и происходит увеличение упругой энергии массива в ранее имевшихся вторичных зонах, при этом геофиз1 еский каротаж выполняют глубиной не менее трех диаметров выработки .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

9WNC

РЕСПУБЛИН (19) (I I) (5()4 E 21 С 39/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3745371/22-03 (22) 22.05.84 (46) 23.10.85. Бюл. 1I 39 (72) В.Н. Опарин, М.В.. Курленя, Е,И. Шемякин, Г.Ф. Бобров, Ю.С. Кузнецов, И.П. Герви и В.Ф. Сергиенко (71) Институт горного дела СО АН СССР (53) 622.235(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N- 750070, кл. Е 21 С 39/00, 1979.

Руководство по применению электрометрического метода оценки нарушен1 ности высокопроводящих пород. Новосибирск, 1978, с. 18. (54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕПЕНИЯ СТЕПЕНИ

УДАРООПАСНОСТИ МАССИВА ГОРНЫХ ПОРОД, включающий определение напряженнодеформированного состояния горных пород вне зоны влияния очистных работ, определение характера изменения упругой энергии массива в зоне концентрации напряжений в процессе ведения очистных работ при помощи геофиэического каротажа и сравнение полученных значений, по которым судят о степени удароопасности массива, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения достоверности определения на больших глубинах, дополнительно определяют наличие в глубине массива вторичных зон концентрации напряжений и соответствующих им зон наведенной трещиноватости и по характеру изменения упругой энергии массива в этих зонах судят о состоянии массива, причем неудароопасным считают массив, в котором в процессе очистных работ об" разуются новые вторичные зоны наведенной трещиноватости, а угрожаемым— массив, в котором новых вторичных зон не образуется и происходит увеличение упругой энергии массива в ранее имевшихся вторичных зонах, прн этом геофизический каротаж выполняют глубиной не менее трех диаметров выработки.

1186798

Изобретение относится к горному делу и предназначено для определения степени удароопасности массива горных пород вокруг горных выработок на больших глубинах. 5

Цель изобретения — повышение достоверности определения на больших глубинах.

Экспериментально установлено„ что показателем перехода массива 10 в неудароопасное состояние может служить наличие двух и более зон наведенной трещиноватости пород вокруг, горных выработок, Это объясняется механизмом релаксации упругой энергии 15 горных массивов путем развития процессов ползучести и пластичности пород, при которых накопленная избыточная потенциальная энергия расходуется на образование дефектной структуры, пере-20 водящей массив на более низкий энергетический уровень, недостаточный для образования горных ударов, В этой свя— зи прогнозирование состояния удароопасности участков массивов вокруг 25 обнажений предлагается проводить, основываясь на дефектной структуре горных пород и ее развития при попадении этого участка в зону влияния очистных работ. 30

На фиг. 1 — 3 изображены скважина

1, геофизический зонд 2, зоны 3 — 6 наведенной трещиноватости, зоны 7 — 9 концентрации напряжений и графики, поясняющие предлагаемый способ.

Способ осуществляют следующим образом.

В стенке выработки (фиг. 1) на глубину не менее трех ее диаметров выбуривают скважину 1, в которую по- 40 мешают геофизический зонд 2 и осуществляют геофизический каротаж с шагом

20-25 см. При этом нижняя граница по длине скважины, равная трем диамет- . рам выработки, выбирается, исходя 45 из расчетной области влияния одиночНоН выработки, при исследованиях по скважинам меньшей длины теряется наиболее важная геомеханическая информация. По результатам каротажа строят 50 диаграммы измеряемого геофизического параметра р, По диаграмме параметра р, основываясь на известных методиках, определяется местоположение зоны 3 наведенной трещиноватости 55 (фиг. 1) в глубине массива и зоны 7 концентрации напряжений, а также оценивают относительную величину напряжений в зонах их концентрации. Достоверность информации повышается, если скважины бурят веером поперек выработки.

По мере попадания прогнозируемого участка в область влияния опорного давления от горных работ геофизический каротаж в скважинах производится несколько раз в зависимости от скорости продвижения очистных забоев.

По полученным диаграммам параметра у строятся графики распределения опорного давления вокруг горной выработки, а также наносятся зоны 3 и 4 наведенной трещиноватости (фиг.3).

Для оценки степени удароопасности на основе изучения напряженно-деформированного состояния пород вокруг выработки используют следующие критерии.

На фиксированный момент времени вокруг горной выработки существует как максимум одна приконтурная зона 3 трещиноватости (фиг. 1) с эпюрой горного давления. При попадании выработки в область опорного давления от очистных работ структура графика не изменяется с монотонным (пунктирным) увеличением значений максимума опорного давления. В этом случае прогнозируемый участок массива горных пород относится к удароопасной категории.

На фиксированный момент времени вокруг горной выработки существуют по крайней мере две зоны 3 и 4 наведенной трещиноватости (фиг ° 2), за которыми следуют зоны 7 и 8 концентрации напряжений, При попадании выработки в область опорного давления от приближающегося очистного забоя структура графика распределения давления не меняется с одновременным ростом максимумов опорного давления.

В этом случае прогнозиру-емый участок относится к категории, угрожаемой по удароопасности. !

На фиксированный момент времени вокруг горной выработки существуют по крайней мере две зоны 3 и 4 наведенной трещиноватости, за которыми следуют зоны 7 и 8 концентрации напряжений. При попадании выработки в область опорного давления от при— ближающегося очистного забоя структура графика распредепения давления изменяется за счет появления новых зон 5 и 6 наведенной Tp(щиноватос1186798

Составитель К. Лыков

Редактор М. Бланар ТехредМ.Надь Корректор М. Самборская

Заказ 6519/36 Тираж 481 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

3 ти (фиг. 3) и, соответственно, зон концентрации давления, причем возможно уменьшение максимумов опорных

4 давлений в зонах 7 " 9. В этом случае прогнозируемый участок относится к категории неудароопасного.