Устройство для измерения смещений горных пород

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СМЕиЩНИЙ ГОРНЫХ ПОРОД с использованием 'радиоактивных подземных реперов, включающее герметичный корпус, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, а также упрощения конструкгщи и удобства эксплуатации, оно снабжено двумя кассетами с фотопленкой, воспринимающей гамма-излучения реперов.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„19637 (51)5 Е 21 F 17 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPGHOMY СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ .

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21 ) 1003254/03 (22) 21. 04. 65 (46) 23.02.91. Вюл ° (71) Всесоюзный научно-исследовательс. кий институт горной геомеханики и маркшейдерского дела (?2) В.Н. Земисев, 10.M.Карташов и С.Г.Мандриков (53) 622.834.2.002.54 (088.8) Известны устройства для измерения смещений горных пород, основанные на применении радиоактивных. веществ в качестве подземных реперов.

В предложенном устройстве в качестве чувствительного элемента, воспринимающего гамма-излучения реперов, применена фотопленка. Это позволяет повысить точность измерений и значительно упростить конструкцию существующих приборов.

На фиг.1 схематически изображено описываемое устройство; на фиг.2— схема измерения с помощью предлагаемого устройства.

Оно состоит из двух кассет 1 с фотопленкой 2, размещенных в футляре

3, который помещен в герметичный цилиндрический корпус 4 с крышкой 5.

К поверхности фотопленки прилегает поверхность люминофора .6.

Устройство позволяет определять смещения и деформации горных пород в скважинах с обсадными трубами и без них при наличии радиоактивных реперов, представляющих собой стальные пульки, начиненные изотопами, 2 (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

CMFli1FHK3 ГОРНЫХ НОРОД с использованием радиоактивных подземных реперов, включающее герметичный корпус, о т— личающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, а также упрощения конструкции и удобства эксплуатации, оно снабжено двумя кассетами с фотопленкой, воспринимающей гамма-излучения реперов. например С0-60, застреливаемые в стенки скважины.

Гамма-излучение от радиоактивного ,репера воздействует одновременно на фотопленку и на люминОфор вызывая свечение последнего..Свечение люминофора вызывает химические реакции в эмульсионном слое фотопленки, и после проявления она неравномерно темнеет, Максимум потемнения фотопленки соответствует минимальному расстоянию радиоактивного репера от фотопленки и определяет положение проекции репера на ось скважины.

Люминофор может быть выполнен в виде длинного монокристалла или в виде отдельных, небольших по ширине кристаллов, изолированных оптически и склеенных между собой. Кроме твердых люминофоров могут быть также применены и жидкие люминофоры — органические соединения, чувствительные к гамма-излучению, Устройство не требует ориентировки в скважине относительно источника гамма-излучения, так как свечение лю3 196379 4 минофора возможно при любом его расположении.

Методика измерений деформаций и смещений горных пород вдоль оси скважины:заключается в следующем (фиг.2).

В стенки скважины до измерений застреливают радиоактивные реперы 7 и 8.

Расстояния до реперов от устья скважины известны (застрелка с точностью

10-15 см) .

В скважину с обсадными трубами 9 на мерной калиброванной проволоке 10, проходящей, например, через длиномер

11, опускают устройство с фотопленкой.15

Расстояние до радиоактивного репера измеряют компарированной проволокой, лентой или другим способом. Количество застреливаемых радиоактивных реперов зависит от поставленной научно- 20 исследовательской задачи, Устройство устанавливают на месте нахождения радиоактивного репера и определяют расстояние 1., равное длине мерной проволоки от места ее прикрепления 25 к устройству до фиксированной точки на поверхности.

Гамма-излучение от радиоактивного репера, проникая через rорную породу, обсадную трубу и корпус устройства, 30 воздействует на фотопленку. Через определенное время, необходимое для потемнения фотопленки, определяемое опытным путем при тарировке, устройство поднимают на поверхность. После проявления фотопленки находят максимум ее потемнения, соответствующий проекции радиоактивного репера на ось скважины, и определяют расстояние от этой тачки до места закрепления мерной калиЬрованной проволоки к уст40 ройству (отрезок а) .

Максимум потемнения фотопленки можно находить любым из известных спосоЬов определения плотности потемнения фотопленки (например, с помощью

45 фотоэлементов, включенных по компен-! сационной схеме, и источников света, межцу которыми помещается фотопленка).

Таким образом, расстояние Х от фиксированной точки на поверхности до проекции. радиоактивного репера на ось скважины Ьудет равно

Х=Ь+ а.

Аналогичным способом определяют расстояние до остальных радиоактивных реперов.

При смещении и деформациях горных пород, вызванных горными работами и другими факторами, происходит изменение расстояний от проекции радиоактивных реперов на ось скважины до устья. Это изменение расстояний определяют при повторных измерениях как разницу между предыдущими и последующими отсчетами.

При скор ости смещений r ор ных пород до 50 мм/сутки и длине фотопленки в приборе, равной 300 мм, положение проекции радиоактивного репера на ось скважины определяют не реже, чем через 3-5 дней. При меньших скоростях смещений интервал между измерениями с со тв ет ств енно ув еличива ется . При больших скоростях смещений и деформаций горных пород можно применять устройство с большой длиной фотопленки . лиЬо нахождение проекции репера на ось скважины определять несколькими повторными спусками устройства.

Устройство может быть выполнено в двух вариантах: с люминофором при слабой радиоактивности репера и без люминофора при большой радиоактивности репера, В последнем случае фотопленку располагают по внутренней поверхности цилиндрического корпуса предлагаемого устройства для обеспечения достаточного потемнения фотопленки независимо от его ориентировки в скважине относительно радиоактивного репера.

196379

Редактор 0.10ркова Техред Л. Серцюкова Корректор N.Èàêñèìèøèíeö

Заказ 872 Тираж 273 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКйf СССР

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

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