Способ определения параметров расслоений горных пород в массиве и устройство для его осуществления

 

1. Способ определения параметров расслоений горных пород в массиве , основанный на регистрации возникающих трещин посредством фиксации разрывов сигнальных линий, закрепленных в скважине, отличающийся тем, что, с-целью повышения информативности способа, сигнальные линии устанавливают по квад-. ратной сетке, фиксируют моменты разрывов сигнальных линий и определяют скорость движения фронта расслоения по формуле 1 5 vr a-cos arci (Л J Vi, где d -. сторона квадратной сетки; ъ время обрьша соответствующих сигнальных линий.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК.(19) (11): (51) Ф E 21 С 39 00

48 CD

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3745433/22-03 (22) 23.05.84 (46) 07. 12.85. Бюл. ¹ 45 (71) Институт горного дела СО АН

СССР (72) M.Â.Êóðëåíÿ, Н.Г.Кю, О.И.Чернов, Г.В.Черемных и Е.И.Шемякин (53) 622.235 (088.8) (56) Смирнов В.В. Методы измерения скорости развития трещин в образцах горных пород при ударном нагружении.Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых, 1968, №- 3, с.64-69.

Авторское свидетельство СССР № 1008445, кл. Е 21 С 39/00, 1982. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ

РАССЛОЕНИЙ ГОРНЫХ ПОРОД B MACCHBE И

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ. (57) 1. Способ определения параметров расслоений горных пород в массиве, основанный на регистрации возникающих трещин посредством фиксации разрывов сигнальных линий, закрепленных в скважине, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с. целью повышения информативности способа, сигнальные линии устанавливают по квад-. ратной сетке, фиксируют моменты разрывов сигнальных линий и определяют скорость движения фронта расслоения по формуле з

o.eos а с (Ч=

t --t 7 где (1 †. сторона квадратной сетки; ) — время обрыва соответству ющих сигнальных линий.

2. Устройство для. определения па- что,с целью повышения информативности, раметров расслоений горных пород в стержень выполнен полым из диэлекмассиве, содержащее сигнальную линию, трического материала и заполнен выполненную с регистрирующей аппара- электропроводящей жидкостью под давтурой, о т л и ч а ю щ е е с я тем, лением, при этом на торцах стержня установлены заглушки с электродами.

Затем сигнальные линии вводят в контрольные скважины и укрепляют, заполняя пространство между трубкой и скважиной цементным составом, Пос35 ле отвердения крепящего состава сигнальные линии жестко, по всей образующей поверхности, закреплены в контрольных скважинах. Затем выводы каждой сигнальной линии подключают к . 40 измерителю 9 интервалов времени.

Сигнальные линии необходимой длины выполняют из хрупких диэлектрических трубок, например стекла, с торцов которых предусмотрены заглуш1

Изобретение относится к горному делу и предназначено для контроля возникновения и распространения трещин и расслоений в массиве горных пород. 5

Целью изобретения является IIOBbl шение информативности способа.

На фиг. 1 показана схема реализации способа; на фиг. 2 — зона расслоения в массиве. 10

На фиг.. 1 и 2 приняты следующие обозначения: выработка 1 в горном массиве, скважина 2, зародышевая щель 3, труба 4,, пакер 5, расслоение 6, контрольные скважины 7, сигнальные линии 8, измерйтель 9 интервалов времени, граница 10 зоны расслоения.

В массиве горных пород из выработок 1 бурят скважину 2, в которой создают зародышевую щель 3 и устанавливают трубу 4 для подачи жидкостей и паркер 5 .

Для определения параметров расслоений горных пород в массиве бурят перпендикулярно предполагаемой плоскости разрыва четыре контрольные скважины 7 по квадратной сетке АВСД с известной стороной для установки в каждой из них сигнальных линий 8. 30

2 ки с выводами. Трубки заполнены электропроводящей жидкостью под давлением, что способствует. развитию даже незначительной трещины в трубке, обеспечивая надежность срабатывания сигнальной линии.

Способ основан на фиксации последовательности и времени обрывов сигнальных линий, установленных в горном массиве по квадратной сетке с известной стороной.

Появление расслоения в массиве приводит к возникновению растягивающих напряжений и образованию трещин на боковой поверхности сигнальной линии, Причем, вследствие хрупкости линий и избыточного давления жидкости внутри трубки, достаточно даже незначительной трещины, чтобы электропроводящая жидкость вьппла, развивая эту трещину в хрупкой оболочке. за счет давления изнутри. При этом осуществляется размыкание цепи, что фиксируется измерителем интервалов времени в последовательности обрывов сигнальных линий распространяющимся расслоением в массиве.

При движении границы зоны расслоения в массиве горных пород поочередно разрушаются сигнальные линии, расположенные в углах квадрата с известной стороной. Считая отрезок границы зоны расслоения прямым, а скорость распространения постоянной при прохождении контрольных скважин, можно, составить систему уравнений тт(т — t<) = à sin g ч(— t,) = à "cos c4 где v - скорость распространения границы зоны расслоения;

t t t -время пересечения границей зоны расслоения соответствующих контрольных скважин;

119

Составитель К.Лыков

Редактор В.Иванова Техред М.Пароцай Корректор М.Демчик

Заказ 7540/29 Тираж 481 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðoä, ул.Проектная,4 а — сторона квадрата;

М вЂ” угол между стороной квадрата н границей зоны расслоения.

Решая систему. относительно скорости распространения .границы зоны расслоения, получаем

tg- t) а ° cos- arctg -- — ——

t2- t4

t

Кроме того, последовательность обрывов сигнальных линий дает возможность определять направление прихода границы зоны расслоения.

Устройство для осуществления способа изготавливают следующим образом.

В нижнем конце трубки устанавливается электрод, а между электродом и внутренней стенкой трубки заливается эпоксидная смола. После того, как эпоксидная смола затвердеет, в трубку заливается электропроводящая жидкость с температурой, при которой она имеет максимальную плотность. В верхней части трубки вставляется резиновая трубка с установленным в ее центре электродом. Эта пробка играет роль поршня, который при движении до контакта электрода с жидкостью создает избыточное давление во внутрен- ней области датчика. Затем оставшаяся верхняя часть трубки заливается эпоксидной смолой. Соотношения между уровнем жидкости в трубке, длиной электрода и пробки выбираются, исхо6505 4 дя из условий, чтобы в период изготовления датчика пробка с электродом не. вылетала бы из трубки под действием избыточного давления внутри датчика. После выполнения указанных операций датчик устанавливают между двумя прижимными плитами и помещают в камеру, где поддерживается температура, при которой жидкость имеет мак1О симальную плотность. После затвердения эпоксидной смолы, датчик готов к измерениям, причем при изменении температуры. жидкости уменьшается ее плотность и избыточное давление внут-" ри датчика повышается, что способствует развитию даже незначительной трещины на боковой поверхности датчика, обеспечивая быстродействие и чув ствительность датчика. Изготовлен20 ные подобным образом датчики устанавливают в контрольные шпуры — ориентируют там с возможностью подведения выводов к регистрирующей аппаратуре, устанавливаемой в выработке.

25 К преимуществам способа следует отнести простоту осуществления, малую трудоемкость, высокую. достоверность измерений, очевйдность результатов измерений. Причем достоверность контроля обеспечивается хрупкостью и низкой прочностью .сигнальных линий, срабатывающих один раз в момент разрыва, их расслоением, а также тем, что сигнальные линии расположены по квадратной сетке.