Гидравлический датчик для определения напряжений в массиве горных пород

Авторы патента:

E21C39 - Устройства для определения на месте разработки твердости или других свойств полезных ископаемых, например с целью выбора соответствующих инструментов для добычи

Изобретение относится к горному делу Целью изобретения является повьппение точности определения напряжения в горных породах за счет исключения влияния пластических деформаций пород вокруг датчика на результаты измерений благодаря снабжению его пьезоэлементом, измеряющим сигналы акустической эмиссии (АЭ). Датчик помещают в скважину. Через трубку 1 с радиальными отверстиями 5 в образованную эластичной оболочкой 4 полость 9 подаю рабочую жидкость. Сигналы АЭ возникают при начальном распоре датчика и фиксируются установленным на выступе 6 трубки 1 пьезозлементом 8. Скачок интенсивности сигналов АЭ свидетельствует о достижении давлением величины, равной давлению, действовавшему на массив до бурения скважины . 2 ил. с (Л Фг/г/

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51) 4 E 21 С 39 00

R c () ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (рог.1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3954270/25-28 (22) 20.09.85 (46) 07.03.87. Бюл. Р 9 (71) Московский горный институт (72) В.С.Ямщиков, В.Л.Шкуратник и К.F.Ëûêoâ (53) 622.233 (088.8) (56) Ямщиков В.С. Методы и средства исследования и контроля горных пород и процессов. вЂ” М.: Недра, 1982, с.83.

Руководство по измерению напряжений в угольных пластах гидравлическими датчиками. - M, 1974, с.5-7. (54) ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ДАТЧИК ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЙ В МАССИВЕ ГОРНЫХ

ПОРОД (57) Изобретение относится к горному делу, Целью изобретения является повьппение точности определения напряжения в горных породах за счет исключения влияния пластических деформаций пород вокруг датчика на результаты измерений благодаря снабжению его пьезоэлементом, измеряющим сигналы акустической эмиссии (АЭ). Датчик по- мещают в скважину. Через трубку 1 с радиальными отверстиями 5 в образованную эластичной оболочкой 4 полость

9 подают рабочую жидкость. Сигналы

АЭ возникают при начальном распоре датчика и фиксируются установленным на выступе 6 трубки 1 пьезоэлементом

8. Скачок интенсивности сигналов АЭ свидетельствует о достижении давлением величины, равной давлению, действовавшему на массив до бурения скважины. 2 ил.

1? 9499!

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при определении напряжений в массиве горных пород.

Целью изобретения является повышение точности определения за счет исключения влияния пластических деформаций пород вокруг датчика на результаты измерений.

На фиг.1 представлен гидравличес- кий датчик; на фиг.2 вЂ” блок-схема установки с гидравлическим датчиком для определения напряжений в массиве горных пород.

Гидравлический датчик для определения напряжений в массиве горных пород содержит несущую трубку 1, размещенные на ее концах стаканы 2 и 3 и эластичную цилиндрическую оболочку

4, расположенную между стаканами 2 ,и 3. Трубка 1 выполнена с радиальными отверстиями 5 и кольцевым выступом 6.

Гидравлический датчик также содержит установленные на трубке 1 фиксирующие стаканы 2 и 3, стягивающие гайки 7, и пьезоэлемент 8 в виде шайбЬ|. Пьезоэлемент 8 установлен на трубке соосно между нижним стаканом 2 и выступом б и акустически связан с последним.

Эластичная оболочка 4 образует заполняемую жидкостью полость 9. В ходе работы гидравлический датчик 10 через высоконапорный шланг 11 и тройник 12 подсоединен к гидравлическому насосу

13 и манометру 14. Датчик 10 также электрически соединен с последователь но соединенным счетчиком 15 и регистратором 16. Вход счетчика 15 соединен непосредственно с пьезоэлементом 8.

Гидравлический датчик для определения напряжений в массиве горных пород работает следующим образом.

Датчик 10 вводят в скважину 18, в результате бурения которой напряжения массива 17 в околоскважиннЬм пространстве снизилось со значения Р до значения Р„ . Зафиксировав датчик

10 на заданной глубине, нагнетают при помощи. насоса 13 через тройник

12, шланг 11 и трубку 1 с отверстиями 5 в полость 9, образованную оболочкой 4, рабочую жидкость. Зафиксированная поджатыми гайками 7, верхним и. нижним стаканами 3 и 2 оболочка 4 увеличивает свой диаметр и вступает в контакт с массивом 17. В результате действия нагрузки, которую датчик

10 создает на стенки скважины 18, B околоскважннном массиве возникает акустическая эмиссия. Импульсы акустической эмиссии воздействуют на оболочку 4 через жидкость, находящуюся в образованной ею полости 9, и выступ 6, поступают на пьезоэлемент

8, преобразуются им в электрические сигнапы и далее в этом виде поступают в счетчик 15 и регистратор 16.

При нагрузках, создаваемых датчиком 10 на массив 17, меньших Рм, интенсивность акустической эмиссии незначительна, но при достижении величины Р она скачкообразно возрастает в 5-10 раз, что обусловлено эффектом, !

t н памяти горных пород о действовавших до их разгрузки напряжениях. Так при достижении давлением какого-либо значения, например 50 ИПа, фиксируют скачок акустической эмиссии и определяют напряжения в массиве 17 горных пород.

Пьезоэлемент с кольцевым выступом, диаметры которых на 2-4 мм меньше внутреннего диаметра нижнего стакана, и нижним стаканом, играющими роль накладок, представляют собой пьезоэлек30 трический преобразователь типа продольный вибратор, основной лепесток диаграммы направленности которого близок по форме к полости оболочки.

Благодаря этому преобразователь имеет максимальную чувствительность по отношению к сигналам, поступающим из деформируемой части массива. Кольцевой выступ позволяет исключить непо40 средственный контакт рабочей жидкости с пьезоэлементом. Измерение параметров акустической эмиссии позволяет повысить точность определения напряжений в массиве горных пород на

20-257.

Формула иэ обре те ния

Гидравлический датчик для определения напряжений в массиве горных пород, содержащий несущую трубку с радиальными отверстиями, размещенные на ее концах стаканы, эластичную цилиндрическую оболочку, расположенную между стаканами и образующую заполняемую жидкостью полость, и стягивающие гайки, установленные на трубке и фиксирующие стаканы, о т л и ч а ювЂ” шийся тем, что, с целью повыше1794991

Фиг.2

Составитель В.Гондаревский

Техред Л.Сердюкова Корректор Л.Пилипенко

Редактор Г.Волкова

Заказ 579/35 Тираж 455

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 ттия точности определения, он снабжен ттьезоэлементом в виде птайбы, трубка выттолнена с кольцевым выступом, а пьезоэлемент установлен на трубке соосно между стаканом и выступом и акустически связан с последним.

Гидравлический датчик для определения напряжений в массиве горных пород

Изобретение относится к области горной пром-ти и предназначено для испытания материалов повторными ударами

Устройство для измерения смещений // 1293463

Изобретение относится к измери тельной технике и предназначено для измерения смещений отдельных точек деформируемого объекта, для регистрации суммарных перемещений двух точек на объекте, расположенных на различных расстояниях от точки измерений , для измерения смещений в криволинейных горных выработках, для ре/а СЛ С N9 ;о с 4; а &Q ФАКСИМИЛЬНОЕ ИЗОБРАЖЕНИЕБиблиография:Страница 1Реферат:Страница 1 Страница 2Формула:Страница 2 Страница 3Описание:Страница 3 PA4A/PA4F - Прекращение действия авторского свидетельства СССР на изобретение на территории Российской Федерации и выдача патента Российской Федерации на изобретение на оставшийся срок Номер и год публикации бюллетеня: 31-1995 (73) Патентообладатель: ЛОДУС Е.В

Способ отработки удароопасных угольных пластов // 1293364

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при очистной выемке удароопасных пластов

Индентор // 1293337

Изобретение относится к области горного дела, в частности к разработке полезных ископаемых, освоению подземных пространства и шахтному строительству

Способ контроля состояния горных выработок // 1293336

Изобретение относится к области горной пром-ти и предназначено для определения момента образования и мощности нарушений в приконтурных породах вокруг выработки (В) 2

Способ определения относительного напряженного состояния массива горных пород // 1293335

Изобретение относится к горному делу и позволяет повысить надежность определения относительного напряженного состояния (ОНС) массива горных пород и расширить функциональные возможности

Устройство для определения трещиноватости горных пород // 1289988

Изобретение относится к бурению и предназначено для исследования трещиноватости горных пород

Устройство для измерения смещений горных пород // 1288299

Изобретение относится к области горного дела и позволяет повысить надежность и безопасность измерений

Стабилометр для испытания горных пород при трехмерном напряженном состоянии // 1286935

Изобретение относится к области испытания различных материалов на прочность

Установка для прочностных испытаний группы образцов материалов // 1286934

Изобретение относится к испытательной технике и позволяет расширить технологические возможности путем обеспечения исследования влияния энергообмена группы образцов на их прочностные свойства в допредельной и запредельной стадиях деформирования, исследовать энергообмен в динамическом режиме нагружения

Способ натурного определения сдвиговых характеристик грунтов на оползневых склонах // 2101417

Изобретение относится к строительству и предназначено для определения прочности грунтов на сдвиг на оползневых склонах при проведении крупномасштабных инженерно-геологических (оползневых) съемок на ранних стадиях проектирования для обоснования схем инженерной защиты территории от опасных геологических явлений с прогнозами оползней

Скважинный репер // 2103504

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к устройствам для измерения деформаций в массиве горных пород

Способ оценки предельного напряженного состояния горных пород и устройство для его осуществления // 2106493

Изобретение относится к годному делу и может быть использовано для решения различных геомеханических задач, в частности, прогнозирования статической и динамической устойчивости горных выработок, пройденных, главным образом, в горных породах осадочного происхождения

Способ определения иерархического ряда размеров компонентов литосферы земли // 2116443

Способ контроля и прогноза прочности твердеющих закладочных массивов // 2127366

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и позволяет решить задачу осуществления долговременного контроля за прочностью твердеющей смеси, оптимизации ведения горных работ с одновременным упрощением конструкции датчика и методики измерений

Способ определения количества полезного ископаемого в массиве горных пород // 2130548

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к способам определения количества полезного ископаемого в массиве горных пород

Модель трещиноватого горного массива, вскрытого скважиной // 2134346

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано в области лабораторных исследований процесса цементации трещиноватых горных пород

Устройство непрерывного контроля напряженного состояния и степени удароопасности краевых зон массива горных пород // 2134783

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для непрерывного контроля с дневной поверхности состояния массива горных пород

Способ определения изменений напряженного состояния массива горных пород во времени и устройство для его осуществления // 2135770

Изобретение относится к строительству, горному делу и экологии, в частности к регулированию процессов изменений механического состояния массивов грунтов и горных пород

Способ выявления сейсмически опасного горного массива // 2137919

Изобретение относится к сейсмологии и может быть использовано для выявления потенциальных очагов мелкофокусных поверхностных землетрясений на площадках предполагаемого строительства или в населенных пунктах