Способ оценки напряженного состояния горного массива

 

СПОСОБ ОЦЕНКИ НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ ГОРНОГО МАССИВА, включающий бурение скважин, взрывание камуфлетных зарядов с гидрозабойкой и изменение направления, формы и размеров образовавшихся полостей, отличающийся тем, что, с целью повышения точности оценки напряженного состояния, измеряют углы наклона к горизонту линии разрывов, определяют путем раздавливания керна на прессе под разными углами направление минимума предела прочности на растяжение, измеряют угол наклона к горизонту нормали к направлению минимальной прочности породы на растяжение, а по результату наложения измерений после взрыва и при испытании на прессе судят о направлении наибольшего нормального напряжения в массиа . ве и оценивают напряженное состояние.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5ц 4 E 2! С 39/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2! ) 3880665/22-03 (22) 04.04.85 (46) 15.11.86. Бюл. № 42 (7l) Донецкий ордена Трудового Красного

Знамени политехнический институт (72) М. П. Зборщик, Е. И. Назимко, В. А. Привалов и В. В. Назимко (53) 622.23.05 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 406013, кл. Е 21 С 39/00, 1972.

Авторское свидетельство СССР № 857484, кл. Е 21 С 39/00, 1978.

Авторское свидетельство СССР № 1028844, кл. Е 21 С 39/00, 1981. (54) (57) СПОСОБ ОЦЕНКИ НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ ГОРНОГО МАССИВА, .Я0 1270329 д1 включающий бурение скважин, взрывание камуфлетных зарядов с гидрозабойкой и изменение направления, формы и размеров образовавшихся полостей, отличающийся тем, что, с целью повышения точности оценки напряженного состояния, измеряют углы наклона к горизонту линии разрывов, определяют путем раздавливания керна на прессе под разными углами направление минимума предела прочности на растяжение, измеряют угол наклона к горизонту нормали к направлению минимальной прочности породы на растяжение, а по результату наложения измерений после взрыва и при испытании на прессе судят о направлении наибольшего нормального напряжения в массиве и оценивают напряженное состояние. а

1270329 сне. 2

Составитель И. Фомичева

Редактор С. Лисина Техред И. Верес Корректор С. Черни

Заказ 6213129 Тираж 470 ГIодписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7K — 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для оценки горногеологических условий при разработке месторождений полезных ископаемых, в частности угольных.

На фиг.1 схематически показана полость вокруг шпура от взрыва; на фиг.2— распределение предела прочности пород на растяжение.

Способ осуществляют следующим образом.

В намеченном участке горного массива бурят скважину с выходом керна. В торце скважины взрывают камуфлетный заряд с гидрозабойкой, вскрывают место взрыва, измеряют формы и размеры образовавшейся полости, длины и углы наклона к горизонту линисй разрывов. Керн раздавливают по образующей на прессе, ориентируя между плитами пресса под различными углами, определяют направление и угол наклона к горизонту нормали к направлению минимальной прочности породы на растяжение.

По результатам наложения измерений после взрыва и при испытании на прессе судят о направлении наибольшего нормального напряжения в массиве и оценивают напряженное состояние.

Пример. Над выработанным пространством (в надработанной зоне) пласта h p шахты в забое квершлага полевого откаточного штрека гор. 1070 м пробурили перфоратором пять шнуров диаметром 46 мм с выходом керна. Шпуры зарядили скальным аммонитом Т-19 с гидрозабойкой и взорвали.

После этого с помощью паспортных буровзрывных работ вскрыли место испытательных взрывов и измерили углы наклона (по часовой стрелке по отношению к горизонту) и длины линией разрывов.

На фиг.1 приведена усредненная форма полости от взрывов (по пяти шнурам) и вы5

1О

15 го

ЗО

35 делены линии разрывов. Линия 1 имеет длину 8 см и угол наклона (по часовой стрелке) к горизонту 28 . Линия 2 имеет длину 11,8 см и наклонена к горизонту под углом 156 . Затем определили распределение предела прочности пород на растяжение путем раздавливания керна по образующей, ориентируя керн между плитами пресса под различными углами.

На фиг.2 приведена диаграмма распределения предела прочности. В частности, параллельно слоистости предел равен 2,95 МПа перпендикулярно — 1,14 МПа. Результаты испытаний показали, что имеется только один минимум предела прочности на растяжение.

Направление 3 этого предела ориентировано под углом !15 к горизонту (при наличии нескольких минимумов нужно измерять направление каждого из них). Наложение результатов измерений полости от взрыва и распределения предела прочности на растяжение позволило установить, что линия 1 разрыва и перпендикуляр 4 к направлению 3 имеют примерно одинаковый наклон (28 =

= 25 ), в результате чего они исключаются из дальнейшего анализа. Это значит, что разрыв 1 произошел за счет минимальной прочности породы на разрыв в этом направлении. Осталась линия 2, угол наклона которой не совпадает с углом наклона перпендикуляра 4; других перпендикуляров нет.

Следовательно, ориентация линии 2 обусловлена ориентацией наибольшего нормального напряжения. Вектор его совпадает с направлением линии 2.

В результате анализа может не остаться ни одной «неспаренной» с перпендикуляром линии разрыва или останется больше одной таких линий. В этом случае направление наибольшего напряжения необходимо оценивать по ориентации линии разрыванаибольшей длины.