Способ определения трещиноватости горных пород

 

<1Ц651130

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Сфватснни

Соцнаанстичесник

Ресну (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 190476 (21) 2349257/22-03 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 05.0379.Бюллетень № 9

Дата опубликования описания 0503.79 (5!) М. Кл.

Е 21 С 39/00

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (53) УДК 622.23.05 (088.8) (72) Автор изобретения

Е,А.Толстых (71) Заявитель

Всесоюзный научно-исследовательский институт гидрогеологии и инженерной геологии (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТРЕЩИНОВАТОСТИ

ГОРНЫХ ПОРОД

Изобретение относится к геологии и может быть использовано при определении трещиноватости горных пород с жесткими связями и без жестких связей. — связных и несвязных.

Известны способы визуального определения трещиноватости по количеству или ширине трещин на единицу длины или площади в обнажениях- образцах или скважинах (1). Трещиноватость может определяться гидрогеологическими методами — по откачкам, нагнетаниям или наливам в буровых скважинах, а также геофизическими методами, например, ультразвуковым, осно15 ванным на существовании экспериментальных связей между скоростями упругих волн и трещиноватостью в массиве.

Визуальные способы измерения трещиноватости страдают неизбежной субъективностью получаемых данных и плохой их воспроизводимостью, а другие методы — низкой точностью в связи с оценкой трещиноватости по косвенным показателям.

Известен также способ определения трещиноватости горных пород, включающий отбор образцов, измерение физических свойств и сопоставление результатов этих измерений (2).

Проводящееся при этом исследование неоднородности горных пород не позволяет добиться высокой точности измерений.

Цель изобретения — повышение точности измерений и объема информации при изучении горных пород с различным характером связей. указанная цель достигается тем, что измеряются плотность и влажность горных пород и по соотношению измеренных величин определяют трещиноватость независимо от водонасыщенности трещин по формуле: я- Р+ 1 о <о

"т

J о где И вЂ” трещиноватость;

Р— плотность породы в массив т

W — объемная влажность породы о в массиве;

Я вЂ” плотность породы в образце

,) — объемная влажность породы

0 в образце.

Сущность предлагаемого способа заключается в том, что при опредедении свойств горных пород, например, плотности или влажности при разных масштабах опробования — в образце

651130

Заказ 777/34 Тираж 656 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент ;. г.ужгород, ул.Проектная,4 в массиве. — объективно имеет место разница между одноименными свойствами при наличии трещин. Фиксируя масштабы опробования и придавая разнице между одноименными свойствами физический смысл трещиноватости, можно определить трещиноватость горных по- 5 род. Для определения трещиноватости используют их плотность и влажность при двух масштабах опробования — в образце и в массиве.

Исходя из двух масштабов опробова- ) ния, определим условия сплошной и трещиноватой сред, используя для этого два свойства горных пород — плотность и влажность. Критерием сплошной среды является система равенств

Ы.:. где р — плотность породы в образце, P — плотность породы в массиве,СО в объемная влажность породы в образце, W --объемная влажность породы в масси- 20 о ве. Эта система равенств означает, что в условиях сплошной среды среднеарифметическое значение свойств породы в образце равно среднеарифметическому значению свойств породы в,@ массиве. Нарушение системы равенств является критерием трещиноватой среды.

Технологически измерения могут проводиться как на пробах в лаборатории, так и в условиях естественного залегания пород — в скважинах, шурфах, других горных выработках или на поверхности пород. Принципиальное значение имеет лишь определение плотности и влажности пород при двух масштабах опробования, причем объем пробы в массиве должен превышать на два-три порядка объем пробы

40 в образце, который, например, определен в ГОСТе 5182-64 и ГОСТе 5179-64.

При определении трещиноватости предлагаемым способом измеряют плотность и объемную влажность горных по-"+ род в образцах (p и (а соответственно) известными способами, например, на пробах в лаборатории по ГОСТУ

5182-64, ГОСТУ 5179-64, а также плотность и объемную влажность пород в 50 массиве (Р и W соответственно), например, в условиях естественного залегания радиоизотопными методами.

Измерение четырех показателей— плотности и.влажности в образце и в массиве — позволяет независимо от

Составите

Редактор С.Головенко Техред Н. водонасыщенности трещин определить трещиноватость

/ - + о "1о к э ы

Способ основан на измерении параметров, которые позволяют определять трещиноватость с точностью, соответствующей стандартным измерениям плотности и влажности горных пород.

Описываемым способом проводят измерения трещиноватости горных пород с любым характером связей — с жесткими связями и без жестких связей связных и несвязных.

Способ позволяет определять трещиноватость независимо от водонасыщенности трещин.

На точность определения трещиноватости таким способом не оказывает влияния ориентация трещин и их размер в пределах масштаба опробования в массиве.

Стоимость определения трещиноватости предлагаемым способом не превышает незначительной стоимости измерения физических свойств — плотности и влажности горных пород— стандартными методами.

Формула изобретения

Способ определения трещиноватости горных пород, включающий отбор образцов, измерение физических свойств горных пород на образце и в массиве и сопоставление результатов этих измерений, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности измерений и объема информации о массиве, измеряют плотность и влажность горных пород и по соотношению измеренных величин определяют трещиноватость независимо от водонасыщенности трещин по формуле

Р- Р о- o

Хт

7 Л д где N> — трещиноватость, Р— плотность породы в массиве, W> — объемная влажность породы в массиве, р плотность породы в образце, Ы вЂ” объемная влажность породы в образце.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Методическое пособие по инженерно-геологическому изучению горных пород. Том 1, М., МГУ, 1968, с.87-93.

2. Рац M.Â. Неоднородность горных пород и их физических свойств. М., Наука, 1968, с. 61-70. ль Л.Березкина

Бабурка Корректор A.Ãðèöåíêo