Способ определения относительных сдвижений массива горных пород

 

Изобретение относится к горному делу, в частности, к методам определения величины межслоевых сдвигов пород. Цель изобретения - повышение точности. В массиве пород на заданную глубину бурят скважину, в которой в эластичной оболочке с наполнителем размещают на всю глубину проволочную индикаторную струну из материала, обладающего памятью формы. После этого пространство между эластичной оболочкой и скважиной заполняют сыпучим материалом. При выполнении струны в виде стержня в качестве наполнителя используют горючую смесь, состоящую из древесных опилок с пиротермитным порошком. При выполнении струны в виде бифилярной петли в качестве наполнителя эластичной оболочки используют гранулы силиката натрия. После временного интервала, в течение которого происходят межслоевые сдвиги пород, кратковременно нагревают в скважине струну-стержень за счет сгорания горючей смеси или струну-петлю за счет пропускания по ней электрического тока. После охлаждения струну извлекают из скважины и вновь нагревают. По характеру деформации изгиба нагретой струны определяют глубину, величину и направление межслоевых сдвигов горных пород. 2 з.п.ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЩ4АЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51) 5 Е 21 С 39/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К А BTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4408701/23-03 (22) » .04.88 (46) 23.02.90. Вюл. V 7 (71) Сибирский филиал Всесоюзного на" учно-исследовательского института горной геомеханики и маркшейдерского дела (72) В.A. Папин и А.0. Ягунов (53) б22.235(088.8) (5á) Авторское свидетельство СССР

h 487234, кл. Е 21 С 39/00, 1972 ° (54) СП()СОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОТНОСИТЕЛЬНЫХ

СДВИХЕНИИ МАССИВА ГОРНЫХ ПОРОД (57) Изобретение относится к горному делу, в частности к методам определения величины межслоевых сдвигов пород. Цель изобретения - повышение точности. В массиве пород на заданную глубину бурят скважину, в которой в эластичной оболочке с наполнителем размещают на всю глубину проволочную индикаторную струну из материала, обИзобретение относится к горному делу, в частности к методам измерения глубинных деформаций, преимущественно величины межслоевых сдвигов пород, слагающих горный массив.

Цель изобретения - повышение точности.

На фиг. 1 показано расположение индикаторной струны в скважине в период межслоевых сдвигов горного массива; на фиг. 2 - то же, при выполнении индикаторной струны в виде бифилярной петли.

Скважина 1 пробурена в исследуе". цом горном массиве 2. Проволочная ин2 ладающего памятью формы. После этого пространство между эластичной оболочкой и скважиной заполняют сыпучим материалом. При выполнении струны в виде стержня в качестве наполнителя используют горючую смесь, состоящую из древесных опилок с пиротермитным порошком.При выполнении струны в виде бифилярной петли в качестве наполнителя эластичной оболочки используют гранулы силиката натрия. После временного интервала, в течение которого происходят межслоевые сдвиги пород, кратковременно нагревают в скважине струну- стержень за счет. сгорания горючей смеси или струну-петлю за счет пропускания по

Ж ней электрического тока. После охлаждения струну извлекают из скважины и вновь нагревают. По характеру деформации изгиба нагретой струны определяют глубину, величину и направление межслоевых сдвигов горных пород.

2 a.n. A-asi, 2 ил.

lsaL

>ФЬЮ дикаторная струна выполнена в виде цр стержня 3 (фиг. 1) или бифилярной петли 4 (фиг. 2) из материала, обладающего памятью формы, например титаноникелевого сплава. Эластичная оболочка

5 заполнена наполнителем, в качестве которого для струны в виде стержня 3 используют твердую горючую смесь 6, а для струны в ниде петли 4 - гранулы,Ф

7 силиката натрия. Скважина 1 заполне- ъ. на сыпучим материалом 8 (транслитная засыпка), а для нагрева петли 4 используют источник 9 тока с кабелем 10, Способ осуществляется следующим образом.

1 44972

Для полуцения необходимой информа ции о развитии процесса сдвижения, происходящего в подрабатываемой толще горных пород, в исследуемый массив

2 на заданную глубину бурят скважину

1 и опускают в нее эластичную оболочку g, выполненную, например, из мешковины или полиэтилена в виде чулка.

В оболочке 5 размещают проволочную ин-1ð дикаторную струну. При этом в зависимости от условий залегания пластов . горных пород и их насыщенности взрыво! опасными газами индикаторную струну выполняют либо в виде прямого стерж ня 3, либо в виде Ьифилярной петли 4!

5 из материала, обладающего памятью форIMb1. В случае использования стержня 3, эластичную оболочку заполняют твер,, дой горючей смесью 6, которую готовят смешиванием древесных опилок с. пиро" термитным порошком. При использовании бифилярной петли 4 эластичную оболоч,ку 5 засыпают гранулами 7 силиката ,,натрия, После этого, в оЬоих случаях, пространство между эластичной оболочкой 5 и скважиной 1 заполняют транслитной засыпкой 8 которая способна при сохранении сыпучести и практичес20

25 ки без. искажений передавать линейные

° 30 деформации сдвижения слоев горных пород на элементы индикаторной струны.

В качестве такой засыпки может Ьыть использована смесь рецного песка с мелким гравием или щеЬнем. Приготовленную таким образом скважину 1 с установленной в ней проволочной индика3S торной струной оставляют в неприкосновенности на заданный временной интер" вал, в течение которого происходят межслоевые сдвиги горных пород, В результате поперечных сдвижений форма скважины 1 нарушается, а стержень 3 или бифилярная петля 4 изгиба1 величину и направление смещений слоев горных пород. Для того, цтобы в материале образовавшейся проволочной матрицы произошло запоминание формы изгибов, его нагревают ° При этом поджигают горючую смесь 6 или пропускают электрический. ток по бифилярной петле 4, которая подключена посредством кабеля 10 к источнику 9 тока. В результате сгорания горючей смеси 6 стержень 3 последовательно прогревается по всей длине и в его материале происходит запоминание той формы изгибов, которую он имел в нагретом сосются, точно копируя по длине скважины 45 тоянии, а в транслитной засыпке 8, заполняющей скважину 1, образуется канал по форме эластичной оболочки 5, заполненный пеплом, из которого стержень 3 после его остывания легко извлекается. Аналогичные процессы происходят и в бифилярной петле 4 при нагревании ее электрическим током. Однако гранулы 7 силиката натрия не сго.рают, а яспениваются, образуя рыхлую податливую среду, заполняющую эластичную оболочку 5, из которой бифилярная петля 4 после охлаждения также легко извлекается. В процессе извлечения из скважины 1 как стержень 3, так и Ьифилярная петля 4 частично или полностью расплавляются и теряют первоначальную форму изгибов, Однако при повторном нагревании в своЬодном сосостоянии они самопроизвольно изгибаются и принимают ту форму, которую имели при первом нагревании, точна копируя все сдвиги и искривления стенок скважины 1, образовавшиеся в результате смещений слоев пород, прилегающих к ее стенкам„ По расстоянию до этих изгибов, их величине и направлению судят о характере сдвижения подработанной толщи или тектонических процессах, происходящих в горном массиве.

Изобретение позволяет повысить точность измерения путем образования копирующей матрицы и тем самым увеличить информативность о .характере сдвижений подработанного массива горных попород или геотектонических процессах сдвига, происходящих на границах литосферных плит или блоков пород. Кроме того, на основании фактических данных о величинах и направлениях межслоевых и межблоковых сдвигов можно более обоснованно и целенаправленно моделировать процессы деформирования массива горных пород, прогнозировать ус тойчивость вертикальных стволов и скважин, зданий и сооружений в местах выхода сосредоточенных деформаций на поверхность. формула изобретения

Способ определения относитель-. ных сдвижений массива горных пород, включающий бурение скважины в исследуемом горном массиве, установку в скважине на всю ее длину проволочной инди6 449 2, личину и направление

„ убину, величи по од ° и cTpyHt з аполнение скв ажины с лоевых сдвиг ов горных пор

1 отл ичаюкаторно" иалом и изм ерение дефор2 Cnocoh по и. качестве на полсыпучим матер ю шийся тем, что в

ы отличаю щийся юч ю смесь, сосмации струны, о елью повыше спользуют cop ÷ þ нителя и лок с пироте ервыполняю что, с цел ют из маевесных опило у ру а нагрев с труны осуиндика р ф мы, размещ итным порошком, смеси. памятью,ор . нием горючеи тичной обола внутри элас ществ

1 о т л и ч а ю- в скважине в у

Способ.по и. няют наполнителем, о ст уну выполн заполненнои а в тече KOTOPOf 10 щ и и с нагрев ст ру менног о интервал т межслоев ые сдвиги г р о ных е- в виде Ьифил р я ной петли, ествляют и ропускапроисходя н ю стр уну кратковр ж ны в скважине осущ авкач естиндикатор у ж,ения ического тока, пород, евают и после охлажд нием электрич тичнои о болочки исменно нагр скважины, затем вновь ве нап олнителя элас ката натрия. и звлекают из с и по характеру деформации яют пользуют гранулы силика р ,изгиба индикат р то ной стру

5. г ц )альаойш цароши оставител корректор

Техред уркааицна" редактор

1.агарнна,1

101 ул °

ВНИИПИ 113035, "Латент и комбинат твенно-на дателъс

Производстае

Подписиое С р

H jKHT ираж $89 н открытия Р даказ л „октета по ая наб стаенного 5 раушсн

ГосудаРс москва,