Способ оценки напряженного состояния горных пород

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсмик

Социалистическик

Реслублик ()857484 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 03.01.78 (21) 2563019/22-03 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. К1

E 21 С 39)00

Гееударстееннмй кемитет ео делам нзоеретеннй н еткрмтий (53) УДК 620.317..3 (088.8) Опубликовано 23.08.81. Бюллетень № 31

Дата опубликования описания 28.08.81 (72) Авторы изобретения

Ф. А. Абрамов, В. С. Кулинич, Г. А. Шевелев, В. Ф. Лозовский и Ю. А. Герасименко (71) Заявитель

Институт геотехнической механики АН Украинской ССР (54) СПОСОБ ОЦЕНКИ НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ

ГОРНЫХ ПОРОД

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к способам определения напряженного состояния горных пород.

Известны способы определения напряжений в массиве методом разгрузки (1).

Недостатком этих способов является низкая точность измерений, в связи с бурением разгрузочной скважины произвольно по отношению к направлению действия напряжений в массиве.

Известен также способ оценки напряженного состояния массива горных пород, вклю- 1р чающий бурение скважины, герметизацию в ней камеры, нагнетание жидкости до критического давления, приводящего к гидроразрыву, и разгерметизацию камеры (2).

Недостатком способа является ограниченная информативность способа из-за невозможности определения направления главных компонент поля напряжений при разнокомпонентном напряженном состоянии, что зачастую присуще породному массиву.

Цель изобретения — повышение информативности способа.

Поставленная цель достигается тем, что после разгерметизации камеры в скважину вводят перископическое устройство, ориентируют его до совпадения реперной нити окуляра со скидами плоскости гидроразрыва, фиксируют пространственную ориентацию плоскости гидроразрыва и по ней судят о направлении большей компоненты поля напряжений.

В основу способа положена экспериментально установленная закономерность разрушения горных пород внутренним давлением жидкости. Она заключается в том, что гидроразрыв пород, находящихся в разнокомпонентном сжимающем напряженном состоянии, происходит по плоскости, ориентированной в направлении большей и перпендикулярно меньшей компоненте внешнего поля напряжений.

Настоящий способ заключается в следующем.

В намеченном для оценки напряженного состояния участке породного массива бурят скважину. В торце ее герметизируют камеру, в которую высоконапорным насосом через подводящую систему закачивают жидкость под избыточным давлением. Давление жидкости повышают до критической величи857484

Формула изобретения

Составитель Е. Борисова

Редактор А. Шандор Техред А. Бойкас Корректор С. Корниенко

Заказ 7183/54 Тираж 627 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и оз крытий! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ны, приводящей к гидроразрыву стенок камеры. Признаком гидроразрыва является контролируемое по манометру резкое падение давления жидкости в камере при постоянном темпе нагнетания.

После гидроразрыва и разгерметизации камеры в нее вводят перископическое устройство, при помощи которого осуществляют визуальный осмотр камеры, ориентируют его до совпадения реперной нити окуляра со следами плоскости гидроразрыва, фиксируют пространственную ориентацию плоскости гидроразрыва и по ней судят о направлении большей компоненты поля напряжений.

Использование предлагаемого способа обеспечивает определение как величины напряжений, так и направлений главных компонент поля напряжений в породном массиве, что необходимо для выбора безопасных параметров систем разработки полезных ископаемых, рационального пространственного расположения горных выработок, наиболее устойчивой формы их поперечного сечения, прогнозирования опасности горного массива по условиям возникновения динамических явлений.

Способ оценки напряженного состояния горных пород, включающий бурение скважины, герметизацию в ней камеры, нагнетание

5 жидкости до критического давления, приводящего к гидроразрыву, и разгерметизацию камеры, отличающийся тем, что, с целью повышения информативности способа, после разгерметизации камеры в скважину вводят перископическое устройство, ориентируют его до совпадения реперной нити окуляра со следами плоскости гидроразрыва, фиксируют пространственную ориентацию плоскости гидроразрыва и по ней судят о направлении большей компоненты поля на15 пряжений.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Кораблев А. А. Современные методы и приборы для изучения напряженного состояния массива горных пород. М., «Наука», 1969, с. 15 — 26.

2. Шевелев Г. А. и др. Определение напряжений в выбросоопасных песчаниках методом гидроразрыва. — «Уголь>, 1973, № 7, с. 51 — 55 (прототип).