Способ определения смещений массива горных пород

 

СООЗ COBETCHHX

СО14ИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ((Ql (1(>

SU.Ai

ПО Д ОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗ06РЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР .

ЕЛАМ ИЗ (21) 3841658/22-03 (22) 11.01.85 (46) 15.07.86. Бюл. Ф 26 (71) Всесоюзный научно-исследовательский, конструкторско"технологический и проектно-изыскательский институт по осушению месторождений полезных ископаемых, специальным горным работам, рудничной геологии и маркшей-. дерскому делу (72) А.С.Пузенко, В.С.Дубровин и В.А.passes (53) 622,1,528.484(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 159296, кл. С 01 С 15/04, 1963, Авторское свидетельство СССР

У 385041, кл. E 21 С 39/00, 1970»

Вилик Ш;М. и др. Приборы и аппаратура для исследования проявлений горного давления. М.: Недра, 1958, с. 234"236.

Q9 4 Е 21 С 39/00, G О,1 С 15/04, В 49/00 (54) (57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СМЕШЕНИЙ

МАССИВА ГОРНЫХ ПОРОД, включающий установку реперов в пробуренной скважине,, периодическую регистрацию верти.кальных координат положений реперов и сопоставление результатов исходных и текущих наблюдений, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности определения смещений массива горных пород путем определения пространственного положения репе. ров, определяют горизонтальные координата положений магнитных реперов путем перемещений по скважине ориентированного гироскопом трехкомпонент. нпго магнитометра.

1244311

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для определения деформаций массива пород в зоне их сдвижения.

Цель изобретения - повышение точности определения смещений массива пород путем определения пространственного положения реперов.

На фиг, 1 изображена фаза окончания сооружения буровой скважины, на фиг . 2 †фаза окончания застрелки репера, на фиг. 3 — эастреливающее устройство, часть разреза по ствольной камере с магнитным репером-пулей, на фиг. 4 — фаза окончания закрепления стенок скважины (обсадки) после эастреливания репера, на фиг. 5 и 7 — фаза измерений координат магнитного репера первоначальная и по истечении времени соответственно, на фиг. 6 и 8 — распределение магнитного поля, создаваемого постоянным магнитом,в

1 массиье пород при первоначальном измерении и по истечении времени соответственно, на фиг. 9 - график зави-. симости величины магнитного поля от расстояния до магнитных реперов с различным магнитным моментом.

Пример. Определение смещений массива пород предлагаемым способом осуществляют следующим образом. .На исследуемом участке бурят скважину 1 (фиг. 1) буровым станком типа УБЗШ-2 нли типа ЗИФ 650. Диаметр скважины 150 мм.

В скважине 1 на определенных заранее глубинах с помощью застреливающего устройства 2 размещают, реперы 3 (фиг. 2). Репер 3 представляет собой постоянный магнит 4, снабженный демпферной оболочкой и размещаемый в корпусе 6 обтекаемой формы (фиг. 3).

Застреливающее устройство 2 вклю" чает ствольную кайеру 7 ° соединенную каналом 8 с пороховой камерой 9 (фиг. 3). Воспламенение пороха 10 осуществляют с помощью электрической спирали 11, соединенной электрическим кабелем 12 с источником напряжения, находящимся на поверхности (не пока» зано).

После размещения в скважине 1 ре-пера 3 (одного или нескольких) в случае.необходимости (в рыхлых; склонных к обрушению породах) проиэводят закрепление стенок скважины 1 путем установки обсадной колонны 13 (фиг. 4) .

Перед определением пространственного положения магнитных реперов 3 (и соответственно координат смещения пород) включают в работу гироскоп 14. (фиг. 3), жестко закрепленный с датчиками 15 трехкомпонентного магнитометра (например, типа ТСМК-ЗО), pe- "vncxpapyegaa станция 16 которого находится на поверхности. Путем переме10 щения датчиков 15 .по скважине i определяют (фиг. 6) горизонтальную проекцию Р репера 3 на ось И скважины 1.

Точку измерения определяют по нульпереходу кривой К (фиг. 6), при этом

15 вертикальную координату Е, .определяют традиционным методом; например мерной лентой.

Горизонтальные координаты репера

3 (не показаны) определяют по макси20 мальной величине вектора Т» — вектора напряженности аномального магнитного поля и по форме кривой Н», т.е, по горизонтальной составляющей вектора

Т„ (фиг. 6).

И, После проведения первого цикла измерений фиксируют расстояние Е, от поверхности до репера 3 и его гори- зонтальные координаты Х . Затем через некоторое время проводят второй

ЗО цикл измерений, фиксируя новое положение репера 3, т.е. Е, Y2, X (фиг. 7 и 8) ° Разность показаний координат дает величину вертикального смещения пород, т.е.

Зэ sg--Я -Я

Аналогично определяют смещения по горизонтали, т.е..д7 и ьХ (не показаны) .

Выявление оптимальной величины намагниченности постоянного магнита, который используется в качестве репера, проведено аппаратурой ТСМК-ЗО.

1

При этом подбирали магниты с различным магнитным моментом от 1,6 до.

6,2 кА/м (фиг, 9) и, изменяя расстояние между постоянным магнитом и приемными датчиками магнитомера ТСМК-ЗО, определяли наиболее оптимальный рабо о чий диапазон (по чувствительности) магнитометра ТСИК-30. При этом установлено, что рабочий диапазон прибора ТСМК-30 по чувствительности ограничен пределом 4-20 см для постоянМ ного магнита с моментом 3,! кА/м (фиг, 9). Уменьшение магнитного момента примерно в 2 раза вызывает расширение диапазона измерений до 3 см, 3 12443 однако сникает точность определения координат репера при расстоянии последнего от обсадки на 15-20 см. Общепринятая величина заглубления репера

-в массив 10-12 см.

Увеличение магнитного момента в

2 раза вызывает расширение диапазона измерений до 25 см, однако снюкает

1l 4 минимальный предел до 6 см и, кроме того, большой магнитный момент создает дополнительные трудности при размагничивании обсадных труб, т.е. наиболее подходящим постоянным магнитом в .качестве репера является магнит цилиндрической формы с моментом

3,1 кА/м.

Ф

fg

1244311

l 24431 l

r ia к м"

Фага У

Составитель Г.Алексеева

Техред О.Сопко Корректор В.Синицкая

Редактор Н. Киштулинец

Заказ 3791/34

Тирам 470 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ултород, ул. Проектная, 4