Способ прогнозирования дилатансии горных пород на больших глубинах

 

Изобретение относится к горному делу. Цель - повышение надежности прогноза. По образцам, отобранным из разведочных скважин, определяют усредненную плотность γ покрывающих пород и предел прочности R сж.дл. вмещающих пород. Измеряют глубину H заложения прогнозируемого объекта. Измеряют температуру Т вмещающих пород на глубине заложения объекта. Определяют фактическую геотермическую ступень L<SB POS="POST">ф</SB> в массиве. Устанавливают усредненную геотермическую ступень L<SB POS="POST">Y</SB>. Определяют величину соотношения: K = γН<SP POS="POST">.</SP>L<SB POS="POST">Y</SB>/L<SB POS="POST">ф</SB> : R сж. бл. При K = 1 прогнозируют склонность горных пород к дилатансии. Способ позволяет повысить надежность прогноза за счет тектонических, термических и других составляющих напряженного состояния, действующих на больших глубинах.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ((9) (! () (si)s Е 21 С 39/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

) ИЙ .21. Ы-7.Я))"- 3Я3

И ЪЛ(-1()Т КА

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4685567/03 (22) 26.04.89 (46) 07.07.91. Бюл. М 25

- (71) Московский горный институт (72) С.А.Мельникова и Л.Л.Мельников (53) 622,831 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1268742, кл. Е 21 С 39/00, 1985.

Шемякин E.È. и др. Зональная дезинтеграция горных пород вокруг подземных выработок. ФТПРПИ, 1986, М 3, с.3-24, . (54) СПОСОБ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ДИЛАТАНСИИ ГОРНЫХ ПОРОД НА БОЛЬШИХ

ГЛУБИНАХ (57) Изобретение относится к горному делу.

Цель — повышение надежности прогноза.

По образцам, отобранным из разведочных

Изобретение относится к горному делу и предназначено для оценки устойчивости горных выработок и других подземных объектов.

Цель изобретения — повышение надежности прогноза.

Способ осуществляют следующим образом, Путем стандартных лабораторных испытаний образцов горных пород, отобранных из разведочных скважин, определяют усредненную плотность покрывающих пород и предел прочности вмещающих пород.

Измеряют глубину заложения подземного объекта, С помощью геофизических скважинных исследований, например термокаротажа скважин, измеряют температуру вмещающих пород на глубине заложения объекта. Определяют фактическую геотермическую ступень как отношение глубины скважин, определяют усредненную плотность у покрывающих пород и предел прочности Rcx.дл. вмещающих пород. Измеряют глубину Н заложения прогнозируемого объекта. Измеряют температуру Т вмещающих пород на глубине заложения объекта. Определяют фактическую геотермическую ступень !ф в массиве. Устанавливают усредненную геотермическую ступень 1у.

Определяют величину соотношения k= у Н" х ly/!ф Rcx.дл. При k=1 прогнозируют склонность горных пород к дилатансии. Способ позволяет повысить надежность прогноза за счет тектонических, термических и других составляющих напряженного состояния, действующих на больших глубинах. заложения объекта к температуре вмещающих пород на данной глубине. Значение усредненной геотермической ступени принимают равным 33 м/град.

Так как температура горных пород в массиве и действующие в нем напряжения взаимосвязаны, то температура горных пород свидетельствует о степени напряженности горного массива.

Максимально возможная величина действующих в массиве напряжений на определенной глубине выражается как у Hly/)ф.

Поскольку дилатансия зависит от соотношения между действующими в массиве напряжениями и прочностными характеристиками вмещающих выработку пород, то критерий напряженности (k), характеризующий дилатансию горных пород, следует определять как

1661420

k=

Ф

Rcx.дл

-"- ) 1, ж.дл 1ф где — усредненная плотность покрывают т о TT/MM3

H — глубина заложения объекта, м;

R сж.дл — предел длительной прочности вмещающих пород, т/м;

1у — усредненная геотермическая ступень, мlград;

lф — фактическая геотермическая ступень,м/град.

Составитель К,Лыков

Редактор А.Шандор Техред M. Моргентал Корректор М.Кучерявая

Заказ 2108 Тираж 299 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 где k — безразмерный коэффициент относи- 5 тельной напряженности, характеризующий дилатансию горных пород; у — усредненная плотность покрывающих пород, T/мз;

H — глубина заложения объекта; 10

R кодл, — предел длительной прочности вмещающих пород, т/м;

1у †. усредненная геотермическая ступень, м/град, lф — фактическая геотермическая сту- 15 пень, м/град.

Как показали исследования, при k>1 наблюдается склонность к дилатансии; при

k>1,3 происходит интенсивная дилатансия горных пород, особенно в пластических по- 20 родах, в хрупких- большая вероятность горных ударов. Условия эксплуатации выработки в этом случае неблагоприятные.

Способ позволяет повысить надежность прогноза за счет учетатектонических, 25 термических и других составляющих напряженного состояния, действующих на больших глубинах в массиве.

Формула изобретения

Способ прогнозирования дилатансии горных пород на больших глубинах, включающий определение усредненной плотности покрывающих пород, глубину заложения подземного объекта и предела прочности вмещающих пород, отл ича ю щи йся тем, что, с целью повышения надежности прогноза, дополнительно измеряют температуру вмещающих пород на глубине заложения объекта, определяют фактическую геотермическую ступень, устанавливают значение усредненной геотермической ступени и прогнозируют склонность горных пород к дилатансии при выполнении соотношения