Способ определения внутренней системы трещин на обнажениях



Способ определения внутренней системы трещин на обнажениях
Способ определения внутренней системы трещин на обнажениях
Способ определения внутренней системы трещин на обнажениях

 


Владельцы патента RU 2511422:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт горного дела Севера им. Н.В. Черского Сибирского отделения Российской академии наук (RU)

Изобретение относится к горному делу, в частности к способам определения трещиноватости горных пород. Технической результат направлен на определение недостающей системы трещин, находящейся в глубине массива горных пород. Способ определения внутренней системы трещин на обнажениях, включающий замер азимутов простирания трещин и азимутов падения плоскостей трещин. Недоступную для непосредственных измерений характеристику системы трещин, находящуюся внутри массива горных пород, определяют по замерам обнаженных открытыми горными работами плоскостей, входивших в эту систему трещин до обнажения. Замеры ведут только тех плоскостей, которые не являются плоскостями отрыва при ведении взрывных работ или работ горной техники. Это определяют по налету на плоскостях окислов железа, других элементов или остатков заполнителей трещин. 3 ил.

 

Изобретение относится к горному делу, в частности к способам определения трещиноватости горных пород.

Трещиноватость горных пород является неотъемлемым природным свойством массивов горных пород. Ориентировка, вид трещин, их тип и частота являются главными показателями, влияющими на ведение горных работ.

При открытом способе разработки месторождений полезного ископаемого трещиноватость способствует разрушению горных пород при взрывных работах, что является положительным фактором. При ведении же подземных работ трещиноватость горных пород наоборот усложняет проведение и эксплуатацию горных выработок, требует особого подхода к системам разработки, выбору крепи, ориентированию горных выработок, применению средств механизации.

Известен способ определения систем трещин на обнажениях, включающий измерение трещин каждой системы горным компасом, складным метром или стальной линейкой [1]. Прототип.

Основным недостатком известного способа является то, что измерениям доступны не все системы трещин, входящие в пространственную сеть трещин, что не позволяет создать модель сформированных породных блоков.

Технической задачей являлась необходимость определения недостающей системы трещин, находящейся в глубине массива горных пород.

Поставленная цель достигается тем, что недоступную для непосредственных измерений характеристик систему трещин, находящуюся внутри массива горных пород, определяют по замерам обнаженных открытыми горными работами плоскостей, входивших в эту систему трещин до обнажения, замеры ведут только тех плоскостей, которые не являются плоскостями отрыва при ведении взрывных работ или работ горной техники, что определяют по налету на плоскостях окислов железа, других элементов или остатков заполнителей трещин.

Введенный в формулу изобретения такой существенный признак, как то, что недоступную для измерений систему трещин определяют по замерам обнаженных открытыми горными работами плоскостей, входивших в эту систему трещин до обнажения, позволяет по данным измерениям реконструировать всю систему трещин, находящуюся в глубине массива горных пород.

Другой существенный признак о том, что замеры ведут только тех плоскостей, которые не являются плоскостями отрыва при ведении взрывных работ или работ горной техники, что определяют по налету на плоскостях окислов железа, других элементов или остатков заполнителей трещин, обеспечивает достоверность полученных измерений.

Способ определения внутренней системы трещин поясняется чертежами, где на фиг.1 показан участок угольного разреза, вид спереди, на фиг. 2 - разрез А-А на фиг.1, на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.2.

Условные обозначения, принятые на чертежах: 1 - горизонтальные трещины; 2 - крутые трещины; 3 - вертикальные трещины.

Способ осуществляют следующим образом. При замере систем трещин, например на угольном разрезе, определяют параметры трещин напластования 1 - азимут простирания, азимут угла падения, вид трещин и другие показатели. Такие трещины относятся к горизонтальным. Распределение трещин по углам падения приведено в работе [2] (Так, к горизонтальным трещинам относятся трещины с углом падения 0-10°, к пологим - 11-30°, к наклонным - 31-60°, к крутым - 61-80°, к вертикальным - 81-90°). На другой системе трещин 2, представленной крутыми трещинами, также производят измерения тех же параметров. Однако по двум системам трещин, входящих в пространственную сеть трещин, невозможно определить пространственную форму отдельных блоков горной породы. Третья система трещин находится в глубине массива горных пород. В то же время плоскости этой системы 3 можно обнаружить и произвести замеры на уступе остановленных открытых горных работ. Эти плоскости отличаются от плоскостей, образованных взрывными работами или горной техникой, тем, что их поверхность имеет налеты окислов, например железа, или остатков заполнителей трещин. На данных плоскостях определяют азимут простирания, угол падения и его простирание, а так же размеры площади плоскости. Этих замеров достаточно для определения системы трещин 3. Если разброс замеренных показателей находится в пределах допустимых значений, то принимают допущение, что третья система трещин, расположенная в глубине массива горных пород, имеет такие же параметры. Затем по замеренным показателям всех трех систем трещин 1, 2 и 3 судят о размерах и формах блоков горной породы. Полученные данные используют для нужд проектировщиков и производственников.

Преимуществами данного способа является то, что он позволяет произвести замеры не менее трех систем трещин, входящих в пространственную сеть трещин, и использовать полученные данные в нужных целях.

Источники информации

1. Рац М.В., Чернышев С.Н. Трещиноватость и свойства трещиноватых горных пород. - М.: Недра, 1970, 160 с.

2. Угольная база России, т.V. Книга вторая. Угольные бассейны и месторождения Дальнего Востока. - М.: Изд-во ЗАО «Геоинформарк», 1999. - С.90.

Способ определения внутренней системы трещин на обнажениях, включающий замер азимутов простирания трещин и азимутов падения плоскостей трещин, определяющих системы трещин, входящих в пространственную сеть трещин, отличающийся тем, что недоступную для непосредственных измерений характеристику системы трещин, находящуюся внутри массива горных пород, определяют по замерам обнаженных открытыми горными работами плоскостей, входивших в эту систему трещин до обнажения, замеры ведут только тех плоскостей, которые не являются плоскостями отрыва при ведении взрывных работ или работ горной техники, что определяют по налету на плоскостях окислов железа, других элементов или остатков заполнителей трещин.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к геофизическим исследованиям горных пород, в частности к способам контроля и определения координат опасного состояния массива горных пород при подземных горных работах.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при разработке месторождений полезных ископаемых и строительстве подземных сооружений открытым способом.

Изобретение относится к горному делу и предназначено для определения изменения напряженного состояния горного массива. .

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для оценки напряженного состояния горных пород в породном массиве. .

Изобретение относится к механике разрушения твердых тел и может быть использовано при определении прочностных свойств композиционных материалов и горных пород в строительной и горной областях промышленности.

Изобретение относится к горному делу, в частности к области контроля состояния горного массива посредством измерения величины деформации горных выработок или их участков.

Изобретение относится к горному делу и предназначено для определения напряжений в массиве горных пород. .

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для оценки безопасного ведения горных работ под водными объектами. .

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для определения вертикальных сдвижений и деформаций земной поверхности вследствие ведения подземных и открытых горных работ.

Изобретение относится к горному делу и предназначено для регистрации сейсмических волн и деформаций в скважине. .

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для повышения эффективности увлажнения краевых зон угольных пластов в целях борьбы с внезапными выбросами угля и газа путем оперативного и надежного определения влажности угольного пласта при увлажнении. Техническим результатом является увеличение оперативности и повышение безопасности при определении влажности угля в угольном пласте в шахтных условиях при увлажнении краевых зон ударо- и выбросоопасных угольных пластов. В способе пневмосверлом сверлят скважину в боку подготовительной выработки, определяют скорость сверления до увлажнения и после увлажнения угольного пласта, а прирост влажности определяют из результатов сопоставления измерений скорости сверления и результатов предварительных лабораторных исследований.3 ил.

Изобретение относится к горному делу, а именно к буровой технике, и предназначено для исследования режимов бурения горных пород. Техническим результатом является повышение точности измерения режимных параметров бурения за счет возможности независимого приложения к отрезку буровой штанги с буровым инструментом крутящего момента, усилия подачи, импульсов крутящего момента и импульсов осевого усилия. Стенд содержит опорную плиту, отрезок буровой штанги с буровым инструментом, установленный в опорах, гидроцилиндр подачи, тензометрические звенья, вращатель, образец породы. Стенд дополнительно содержит ударный механизм-возбудитель импульсов осевых усилий и ударный механизм-возбудитель импульсов крутящего момента, закрепленные на опорах, расположенных на неподвижной опорной плите, ударные механизмы-возбудители импульсов осевых усилий и импульсов крутящего момента закреплены с возможностью передачи импульсов осевых усилий и импульсов крутящего момента на штангу с буровым инструментом через тензометрические звенья, причем вращатель, с закрепленным на его валу образцом породы, размещен в податчике, имеющем возможность перемещения по направляющим рамы. 3 ил.

Изобретение относится к механическим испытаниям горных пород и материалов, имеющих хрупкий характер разрушения, и может быть использовано при инженерно-геологических изысканиях. Сущность: осуществляют нагружение образца двумя встречно направленными сферическими инденторами до его раскалывания, фиксируют разрушающую силу, определяют в разрушенном образце площадь поверхности трещины отрыва, проходящую через ось нагружения, и геометрические параметры разрушенных зон в областях контакта с обоими сферическими инденторами, вычисляют растягивающее напряжение разрыва образца и среднее сжимающее напряжение на границе большей из разрушенных зон и определяют в качестве механических свойств образца предел прочности и сопротивление срезу. Из обломков разрушенного образца собирают составной образец, на торцах которого определяют геометрические параметры разрушенных зон - диаметр остаточных отпечатков от инденторов и длину лунок выкола вдоль поверхности трещины отрыва. Определяют площадь поверхности большей разрушенной зоны на контакте с инденторами, предел прочности при всестороннем растяжении, максимальное сопротивление срезу и коэффициент Пуассона по формулам. Технический результат: упрощение испытаний, повышение точности определения механических свойств образцов и информативности испытаний. 5 табл., 2 ил.

Изобретение относится к горному делу, используется для прогноза и контроля разрушения массивов горных пород при изменении их напряженно-деформированного состояния. Технический результат - получение дополнительной информации о состоянии участка массива и детализация процесса его разрушения во времени. Способ включает регистрацию во времени сигналов электромагнитного излучения (ЭМИ), измерение их спектральных амплитуд и построение по результатам измерений спектрально-временной матрицы этих амплитуд по мере роста частоты и времени, определение частотных поддиапазонов по мере роста частоты и выделение в каждом из них близких по значениям спектральных амплитуд. На матрице выделяют незамкнутыми линиями три группы увеличивающихся во времени близких по значениям спектральных амплитуд. Наблюдают на матрице в каждой группе расширение во времени поддиапазонов частот и площадей каждой группы, по которым судят о нарастании процесса разрушения участка массива горных пород. Одновременно с выделением групп на матрице последовательно регистрируют в каждый момент i времени разности между максимальной и минимальной величинами из близких по значениям спектральных амплитуд сигналов ЭМИ, соотношения этих разностей, разность этих соотношений и количество спектральных амплитуд в каждой группе в каждый момент времени. По уменьшению указанных соотношений и их разностей, последующей их стабилизации во времени и по увеличению количества этих амплитуд в третьей группе судят о начале интенсивного возникновения трещин. 2 ил.

Изобретение относится к способу и устройству для повышения добычи в месторождении, содержащем породу, которая включает в себя по меньшей мере один раскрываемый путем размельчения породы минерал ценного материала и по меньшей мере один другой минерал. Способ включает следующие этапы: выполнение процесса бурения посредством буровой установки для выемки породы, регистрацию по меньшей мере одного предопределенного параметра бурения для буровой установки, регистрацию по меньшей мере одного измеренного значения, характеризующего текущий режим бурения буровой установки, и выполнение вычислительного исключения зависимости по меньшей мере одного измеренного значения от по меньшей мере одного параметра бурения, причем получают по меньшей мере одну характеристику, зависимую от текстуры породы, и причем эту по меньшей мере одну характеристику применяют как меру величины зерна минерала для по меньшей мере одного минерала ценного материала в породе и для установления оптимальной степени размельчения при размельчении породы. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для определения газоносности пласта, динамики давления и температуры выделяющегося из угля газа в изолированном объеме при различных значениях остаточной газоносности и сорбционной метаноемкости. Техническим результатом является обеспечение повышения надежности, точности и оперативности определения газокинетических характеристик пласта. Предложен способ определения газокинетических характеристик угольного пласта, включающий бурение скважин с отбором проб выбуриваемого угля в пробоотборные герметизируемые стаканы и негерметичные емкости с доставкой их в лабораторию для определения газоносности, истинной и кажущейся плотности, фракционного и технического состава угля. При этом в процессе бурения транспортирование угля к устью скважины выполняют путем ее продувки сжатым воздухом, причем устье скважины оборудуют сепарирующими угольный поток ситами с отверстиями, уменьшающимися по мере удаления от устья скважины. Выпадающую между ситами сепарированную пробу угля помещают в пробоотборный стакан и герметизируют крышкой, имеющей соединение с газовой магистралью. Причем в указанном пробоотборном стакане размещены электронные датчики давления и температуры для регистрации их показаний во времени, на основании которых судят о скорости и энергии выделяющегося газа, и металлические шарики для измельчения пробы на вибростоле, для анализа пробы угля в лабораторных условиях. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при текущем прогнозе выбросоопасности угольных пластов. Техническим результатом изобретения является повышение надежности определения выбросоопасных зон в угольных пластах. Предложен способ определения выбросоопасных зон в угольных шахтах, включающий поинтервальное бурение скважины в забое подготовительной выработки, измерение на каждом интервале выхода буровой мелочи и начальной скорости газовыделения и определение возможности существования в угольном пласте твердых растворов природного газа по типу газовых гидратов. После чего в пробуренной скважине измеряют удельное электросопротивление угольного пласта и строят график зависимости удельного электросопротивления угольного пласта от расстояния вдоль оси скважины, с помощью которого определяют ширину зоны угольного пласта, содержащей твердый раствор природного газа по типу газовых гидратов. Далее определяют показатель выбросоопасности Rn с учетом ширины зоны угольного пласта, содержащей твердый раствор природного газа по типу газовых гидратов, и естественной влажности угольного пласта. При этом на исследуемом участке угольного пласта на расстоянии 0,75÷1,25 м от первой скважины бурят вторую скважину. После чего определяют скорость упругих волн в массиве между скважинами, для чего помещают в обе скважины пьезодатчики, которые перемещают с шагом 0,15÷0,25 м одновременно в обеих скважинах. Причем участки угольного пласта, на которых удельное электросопротивление больше в 50÷100 раз удельного электросопротивления соседних участков, содержат твердый раствор природного газа по типу газовых гидратов, если скорость упругих волн в них составляет порядка 2,0÷2,5 км/с. 4 ил.

Изобретение относится к исследованию механических свойств горных пород. Задачей изобретения является упрощение конструкции устройства без ухудшения его характеристик, с возможностью реализации устройства на базе токарного станка с незначительной переделкой. Устройство содержит двигатель, счетчик электроэнергии, породоразрушающий инструмент и стакан для помещения образца горной породы, нижняя часть которого выполнена в виде поршня. Перемещение поршня в стакане осуществляется толкателем, взаимодействующим с грузом, размещенным в чашке, посредством четырех силовых и четырех передаточных ремней, двух зубчатых реек, нанесенных на толкатель и находящихся в эвольвентном зацеплении с двумя шестеренками, четырех барабанов и четырех полиспастов, при этом барабаны размещены на одном валу с каждой шестеренкой по одному с каждой стороны, а каждый из четырех силовых ремней одним концом закреплен на барабане, а другим на опоре шестеренки. 1 ил.

Изобретение относится к лабораторному моделированию в геофизике с применением электрогидравлического, программно управляемого пресса и может быть использовано для исследований процессов разрушения горных пород с целью отработки методик и алгоритмов прогнозирования сейсмической опасности в природных массивах. Сущность: на начальном этапе ступенчато через заданные равные интервалы времени смещают положение плиты пресса на заданное значение. На каждой ступени регистрируют поток акустической эмиссии, выделяют одиночные акустические события, определяют интенсивность потока акустической эмиссии. При достижении интенсивности акустической эмиссии заданного значения уменьшают на каждой следующей ступени величину смещения положения плиты пресса, поддерживая интенсивность акустической эмиссии на заданном уровне. При достижении величины ступенчатого смещения положения плиты пресса минимально допустимого значения и превышении интенсивности акустической эмиссии заданного значения при каждом следующем ступенчатом смещении увеличивают интервалы времени смещения положения плиты пресса. При последующем снижении интенсивности акустической эмиссии ниже заданного значения уменьшают интервалы времени смещения положения плиты пресса до заданного на начальном этапе значения. Технический результат: увеличение количества акустических событий при разрушении зерен горной породы, фиксируемых в процессе испытания образца. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к горному делу и предназначено для определения изменения напряженного состояния горного массива. Технический результат направлен на повышение длительности определения изменений напряженного состояния горного массива в окрестностях выработок в ходе непрерывных мониторинговых акустико-эмиссионных измерений перемещения вглубь массива зоны опорного давления. Способ включает размещение в скважине полого цилиндрического звукопровода, прием и анализ параметров распространяющихся в нем ультразвуковых сигналов с помощью установленных на его торцевых поверхностях преобразователей акустической эмиссии. Предварительно на звукопроводе соосно с ним и на некотором расстоянии друг от друга закрепляют не менее двух колец из текстолита, внутренний диаметр которых совпадает с диаметром звукопровода, а внешний - с диаметром скважины. Деформация скважины, вызванная смещением зоны опорного давления, приводит к деформации соответствующих текстолитовых колец и, соответственно, росту акустико-эмиссионной активности в этих дисках. Измеряют разность времен прихода на приемные преобразователи тех сигналов акустической эмиссии, амплитуда которых максимальна из всех приходящих сигналов, причем о глубине зоны опорного давления и изменении ее во времени судят по указанной выше разности времен, известной длине звукопровода и измеренной скорости распространения ультразвука в нем. 4 ил.
Наверх