Способ определения модуля упругости горных пород

 

Изобретение относится к горному делу. Цель - повышение точности и снижение трудоемкости крупномасштабных измерений. На контролируемой площади размещают не менее трех пунктов измерения плотности воздуха (ПВ) и между ними - пункт измерения величины наклона (Н) массива (М). Во всех пунктах одновременно измеряют ПВ и определяют величину нагрузки на М за счет изменения ПВ между пунктом измерения Н и другими пунктами. Определяют вектор Н по величинам двух составляющих, измеренных во взаимно перпендикулярных направлениях. Определяют проекции Δψ<SB POS="POST">I</SB> вектора Н на азимуты пунктов измерения ПВ и рассчитывают модули упругости Е горных пород между пунктом измерения Н и пунктами измерения ПВ: E<SB POS="POST">I</SB> = 2ΔР<SB POS="POST">I</SB>LNR<SB POS="POST">I</SB>/φΔψ<SB POS="POST">I</SB>, где ΔР<SB POS="POST">I</SB> - величина нагрузки на М, создаваемая за счет изменения ПВ

R<SB POS="POST">I</SB> - расстояние между пунктами измерения Н и ПВ. Среднее из N значений E<SB POS="POST">I</SB> принимают за действительный модуль упругости горных пород. Способ позволяет повысить точность измерений за счет определения модуля упругости горных пород в условиях их естественного залегания. 2 з.п. ф-лы.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s Е 21 С 39/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 ! ц

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ й

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4685418/03 (22) 28.04,89 (46) 07.08,91. Бюл ¹29 (71) Институт физики Земли им. О.Ю.Шмидта (72) Д.Г,Гриднев и В.Ю.Тимофеев (53) 622.831 (088.8) (56) Ржевский В.В., Новик Г.Я. Основы физики горных пород, M,: Недра, 1978, с.47 — 49.

Медленные движения земной коры. М.:, Наука, 1972, с.239 — 262. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОДУЛЯ YflРУГОСТИ ГОРНЫХ ПОРОД (57) Изобретение относится к горному делу.

Цель — повышение точности и снижение трудоемкости крупномасштабных измерений.

На контролируемой площади размещают не менее трех пунктов измерения плотности воздуха (ПВ) и между ними — пункт измерения величины наклона (Н) массива (М), Во

Изобретение относится к горному делу и предназначено для определения физикомеханических свойств массива горных пород.

Цель изобретения — повышение точности и снижение трудоемкости крупномасштабных измерений.

Способ осуществляют следующим образом.

В трех или более пунктах, разнесенных друг от друга по площади на расстояние не менее 20 км, измеряют плотность воздуха.

Одновременно в пункте, расположенном между пунктами измерения плотности воздуха, измеряют величины наклона массива

„„ Ц„„1668663 А1 всех пунктах одновременно измеряют ПВ и определяют величину нагрузки на M за счет изменения ПВ между пунктом измерения Н и другими пунктами. Определяют вектор Н по величинам двух составляющих, измеренных во взаимно перпендикулярных направлениях. Определяют проекции ЛЧ вектора

Н на азимуты пунктов измерения ПВ и рассчитывают модули упругости Е горных пород между пунктом измерения Н и пунктами измерения ПВ: Ei = 2 h,Ð Inn/,7гЛЧ, где

h PI — величина нагрузки на М, создаваемая засчет изменения ПВ; r — расстояние между пунктами измерения Н и ПВ. Среднее из и значений Е принимают за действительный модуль упругости горных пород. Способ позволяет повысить точность измерений эа счет определения модуля упругости горных пород в условиях их естественного залегания. 2 з.п.ф-лы. в двух взаимно перпендикулярных направлениях и изменения плотности воздуха в данном пункте. В моменты короткопериодных (не более 1 ч) наблюдений определяют изменение величины нагрузки на массив за счет изменения плотности воздуха между пунктом измерения наклона и другими пунктами. Затем за тот же период определяют изменения вектора наклона массива по величинам составляющих, измеренных в двух взаимно перпендикулярных направлениях:

«ю- ЪЮ+6М, где КФ- изменение вектора наклона массива;

1668663 ния

Составитель КЛыков

Техред М.Моргентал

Редактор Б.Федотов

Корректор Т.Палий

Заказ 2639 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Проиаеодстеенно-издательский комбинат Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

AV>, A% — изменения наклонов в каждом из направлений.

Определяют проекции вектора наклона массива на азимут пункта измерения плотности воздуха и рассчитывают модули упругости Е горных пород между пунктом измерения наклона и пунктом измерения плотности воздуха:

Е = 2 ЛPilnr)/л ЛЧ, где Л P — величина нагрузки, создаваемой, за счет изменения плотности воздуха;

n — расстояние между пунктами измере; ния наклона и плотности воздуха;

ЛЧ вЂ” проекция вектора наклона массива на азимут пункта измерения плотности воздуха, Величину ЛЧ определяют из выражеЛЧ = Л - cosa, где а — угол между вектором наклона массива и азимутом пункта измерения плотности воздуха.

Из совокупности и значений Е определяют модуль упругости Еср горных пород путем усреднения.

Данный способ позволяет определять модуль упругости горных пород в условиях их естественного залегания и на значительной площади, что повышает точность пол1 учаемых данных. Кроме того, способ не требует применения специальных нагрузочных устройств, что значительно снижает его трудоемкость при крупномасштабных измерениях.

Формула изобретения

1. Способ определения модуля упругости горных пород, включающий определение изменений нагрузки на массив и измерение величин его наклона, по которым определяют модуль упругости горных пород, отличающийся тем, что, с

5 целью повышения точности и снижения трудоемкости крупномасштабных измерений, одновременно измеряют плотность воздуха в пункте измерения наклона и не менее чем в трех других пунктах, разнесенных по пло10 щади относительно первого, определяют величину нагрузки на массив эа счет изменения плотности воздуха между пунктом измерения наклона и другими пунктами, определяют вектор наклона массива и моду15 ли упругости Et горных пород между пунктом измерения наклона и другими пунктами из выражения:

El = 2 Л Pilnn/ и Ь И, где ЛР— величина нагрузки, создаваемой

20 за счет изменения плотности воздуха;

ri — расстояние между пунктом измерения наклона и пунктом измерения плотности воздуха, ЛЧ вЂ” проекция вектора наклона мас25 сива на азимут пункта измерения плотности воздуха.

2. Способпоп1,отличающийся тем, что вектор наклона массива определяют путем измерения величин наклона в двух

30 взаимно перпендикулярных направлениях, а плотность воздуха измеряют не более 1 ч.

3. Способ no nn.1 и 2, о т л и ч à ю щ и й-. ся тем, что модуль упругости горных пород

35 определяют по среднеарифметическому значению модулей упругости в различных направлениях.