Способ определения модуля деформации массива горных пород

 

Изобретение относится к определению деформационных характеристик массива горных пород. Цель изобретения - повышение точности определения модуля деформаций. Для этого предварительно определяют направление и измеряют величины главных напряжений 6, , 6 , 6, горного массива. Выбирают одиночную выработку в направлении одного из главных напряжений 63 за заСоем. Устанавливают контурные реперы в плоскости, перпендикулярной оси выработки, в точках пересечения контура выработки с направлениями главных напряжений (Ь, , 6„ . Измеряют расстояние между противоположными реперами до и после приостановления деформационного процесса при перемещении забоя и по данным расстояниям находят модуль деформации . Последний определяют за счет учета смещения контура одиночной с подземной выработки при ее проходке. Для измерения расстояния используют рулетку с пружинно-фрикционным устрвом для обеспечения постоянного натяжения ленты. 2 ил. сл с:

СОЮЗ СО8ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1411470 А 1 (5g 4 Е 21 С 39/00

ВСЕСОИВЧА Я

13 „; „13

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1 щБлуртр,: q

Н А АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4 130249/22-03 (22) 02.07.86 (46) 23.07.88. Бюл. Р 27 (7 1) Институт проблем комплексного освоения недр АН СССР (72) И.И.Айнбиндер, l0.Б.Посник, А,И,Цыкин и Б,М.Липчанский (53) 622.023(088.8) (56) Методическое пособие по натурным методам механических испытаний горных пород. Л.: ВНИМИ, 1969, с. 24-30. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОДУЛЯ

ДЕФОРМАЦИИ МАССИВА ГОРНЫХ ПОРОД (57) Изобретение относится к определению деформационных характеристик массива горных пород. Цель изобретения — повьппение точности определения модуля деформаций, Для этого предварительно определяют направление ! и измеряют величины главных напряжений 6,, 6, 6 горного массива.

Выбирают одиночную выработку в направлении одного иэ главных напряжений

6 эа забоем. Устанавливают контурные реперы в плоскости, перпендикулярной оси выработки, в точках пересечения контура выработки с направлениями главных напряжений 6

5 . Измеряют расстояние между про2 тивоположными реперами до и после приостановления деформационного процесса при перемещении забоя и по данным расстояниям находят модуль деформации. Последний определяют эа счет учета смещения контура одиночной подземной выработки при ее проходке.

Для измерения расстояния используют рулетку с пружинно-фрикционным устрвом для обеспечения постоянного натяжения ленты. 2 ил. о

1411470

Изобретение относится к определению деформационных характеристик массива горных пород и может быть использовано для обоснованного выбора параметров горных конструкций при ведении подземных работ в скальных массивах.

Цель изобретения - повышение точ(.ности определения модуля деформации.

На фиг. 1 показана одиночная выработка с установленными в ней станциями контурных реперов для измерения расстояний, поперечное сечение; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1.

НЫ фиг. 1 и 2 приняты обозна чения:

6 5 бз — главные напряжения исходного поля напряжений; (CD — ось выработки;

1-3 - контурные реперы, ( установленные сразу за забоем выработки.

Контурный репер 4 (не показан) расположен симметрично реперу 3 относитель-., но оси выработки и находится перед плоскостью разреза;

5"7 — контурные реперы в местах приостановления деформационного (процесса, происходящего вследствие разгрузки массива выработкой с уходом забоя;

d — - размер выработки сразу за забоем;. — размер выработки после приостановления деформационного процесса, происходящего вследствие разгрузки массива выработкой с уходом забоя;

U6-6 /2 смещение контура выработки относительно ее оси вследствие разгрузки массива выработ" кой в местах заложения реперов 5и 6 (1 и 2); или U=d — d вследствие разгрузки массива выработкой в местах заложения реперов 7 и 8 (Зи 4);

Ц -в Uz-„а

U 1- + - д д

1-S 2 у

15 а-а,. б осуществляют следующим образом.

В скальном массиве измеряют величины главных напряжений 6,, 6, 6,, например методом разгрузки. Выбирает" ся одиночная выработка, не находящаяся под влиянием опорного давления других выработок, направленная вдоль одного из главных напряжений и на ходящаяся в стадии проходки. Напря,жение 6 . направлено параллельно выработке. Таким образом, главные напражения . 6, и действуют"в плоск кости, перпендикулярной оси выработки. В непосредственной близости от забоя через ось выработки проводят прямые, параллельные векторам 6, и

35 6 . В местах пересечения прямых с контуром выработки устанавливают контурные реперы 1-4. Точность измерений уменьшается при увеличении расстояний между местом установки

40 реперов и грудью забоя. Для измерения расстояний используется, например, рулетка с пружинно-фрикционным устройством для обеспечения постоянного натяжения. ленты, чем достигается по45,вышенная точность измерений. Измеряется расстояние d между противопоJIoKHblMH (симметричными относительно

L оси) реперами 1-2 или 3-4, С удалением забоя в массиве, окружающем выра50 ботку, происходит изменение тенэора напряжений, что проявляется в смещении контура выработки, а следовательно, и расстояния между реперами. При достаточном удалении забоя перерас55 пределение напряжений в массиве заканчивается, что соответствует приостановлению деформационного процесса контура выработки (случай плоской деформации в теории упругости)..

U или U =

Спосо

d-d

Us-c Uв-а

U — U = --= +

2 2

U „g /2 — с меще ни е к онт ура выработки относительно ее оси

15 где Е

6 а, п=З, ш -1 и -1; m=3

3 14114

По мере удаления забоя выработки продолжают производить измерения расстояний между противоположнолежашими реперами и сравнивают результа-

5 ты замеров. Измерения продолжаются до стабилизации расстояний. Расстояние d соответствует стабилизации замеров между реперами 5-6 или 7-8.

По полученным результатам рассчитывают модуль деформации массива по формуле

Е 046 (и 6 +m6) d

4 1 d d

I — модуль деформации массива; — главные капряжения исходного поля напряжений, действующие в плоскости, пер- 20 пендикулярной оси выработки, сжимающие напряжения считаются положительными;

6„ > 6, — размер выработки между 25 реперами 1, 2 или 3,4 сразу за забоем; — размер выработки между реперами 5, 6 или 7, 8 после приостановления деформаци- 30 онного процесса; — коэффициенты, полученные при измерениях расстояния между реперами 1 и 2 (5 и 6); 35 — коэффициенты, полученные при измерениях расстояния между реперами 3 и 4 (7 и 8).

Формула изобретения

Способ определения модуля деформации массива горных пород, включающий измерение в выработке горного массива деформаций породы и определение по измеренным параметрам модуля деформации, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения модуля деформации, предварительно определяют направления и измеряют величины главных напряжений

Ь, Ь горного массива, выбирают одиночную выработку в направлении одного иэ главных напряжений 6> эа забоем, устанавливают контурные реперы в плоскости, перпендикулярной оси выработки в точках пересечения контЯра выработки с направлениями главных напряжений Ь,, 6, определяют расстояние между противоположными реперами до и после приостановления деформационного процесса при перемещении забоя и по данным растояниям определяют модуль деформации по формуле

Е О 46 (п6 +ш() - — -e а

1 t а-а

1 где Е - модуль деформации массива;

6,, 6< — главные напряжения горного массива, дейетвующие вплоскоств, перпендикулярной оси выработки;

d — расстояние между первым и вторым, третьим и четвертым реперами сразу за забоем;

d — расстояние между пятым, шестым и седьмым,; .восьми, рвперами после приостановления деформационного процесса; п 3, m -1 -коэффициенты, полученные при .измерениях расстояний между третьим, четвертым и седьмым,, восьмым пере

P BMH °

14114 70

Фиа!

<о

g,Î

Редактор А. Козориз

Заказ 3635/31

Тираж 459 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

О

Составитель И. Фомичева

Техред Л.Сердюкова Корректор М. Васильева