Недостатками указанного способа являются необходимость использования упругих характеристик, определяемых ,по результатам испытаний в лабораторных условиях, которые получают испытаниями кернов,ориентированных в направлении, перпендикулярном плоскости измерениЯ при определении напряжений. В результате значительно сни30 жается точность измерений.

Изобретение относится к экспериментальной технике механики горных пород по результатам измерений в двух параллельных скважинах обеспечивает значительное повышение точности определения напряженного состояния горных пород, так как позволяет определять параметры упругих свойств пород в месте измерений.

Известный способ определения. модуля упругости горных пород по измерениям в одиночной скважине с помощью прессиометра f1).

Недостатками .способа, являются трудности в достижении герметичности гидросистемы при давлениях больше 25 МПа. Кроме того, при прессиометрических испытаниях крепких скальных пород указанного давления недостаточно, так как величины перемещений стенок скважины незначительно превышают точность измерений. Использование прибора также осложняется при попадании замерных щупов в открытые трещины в стенках скважины, например в зоне ослабленных пород вокруг выработки.

Известен также модифицированный скважинный домкратный способ для определения модуля упругости пород по результатам испытаний в одиночной скважине (2).

Недостатком данного способа является необходимость предварительного контроля состояния. поверхности скважины в местах наклейки тензодатчиков,так как этот способ требует гладкой и чистой поверхности и не

10 может применяться при наличии трещин.

Кроме того, известен способ определения напряженно-деформированного состояния в массиве горных пород, включающий бурение измерительной скважины, установку в ней прибора

15 для измерения перемещения стенок измерительной скважины, бурение параллельной разгрузочной скважины и измерение перемещения стенок измерительной скважины (3).

877005

Цель изобретения вЂ” повышение точности определения напряженно-деформированного состояния.

Укаэанная цель достигается тем, что в разгрузочную скважину устанавливают нагрузочное устройство, нагру,жают ее стенки равномерным давлением, после чего измеряют перемещения стенок в. измерительной скважине, и по зависимости перемещения стенок измери- . тельной скважины от давления, приложенногь к стенкам разгрузочной скважины, определяют упругие характеристики пород в месте измерений.

Таким образом, измерения для опре деления упругих свойств пород выполняют в массиве на больших базах и в $5 одной плоскости с измерениями, выполненными для определения напряжений.

По результатам испытаний в параллельных скважинах на основе решения плоской задачи теории упругости определяют комплексную упругую характеристику, содержащую модуль упругости и коэффициент Пуассона.

На фиг.1 показано расположение скважин.и измерительйых приборов; на фиг.2 - перемещения стенок измерительной скважины под влиянием давления в нагрузочном устройстве, на фиг.3 график нагрузок и изменений диаметра измерительной скважины по одному из направлений, 30

Способ осуществляется следующим, образом.

В одну из предварительно выбуренных скважин, например измерительную

1, устанавливают прибор, .например многокомпонентный деформометр 2, для измерений радиальных перемещений ее стенок. Деформометр устанавливают на выбранном расстоянии ат стенки .выработки, ориентируя одну из измерительных пар, например, вертикаль но. Подключают регистрирующий прибор (не показан), находящийся в выработке, через разъемные соединения и кабель 3 к деформометру 2. Начальные 4 отсчеты фиксируют по всем измерительным направлениям. В параллельную скважину 4 устанавливают нагруэочное устройство, например гидравличес". кий датчик 5, который соединен трубо- g0 проводом б с источником давления (не показан),находящимся в выработке. Гидравлический датчик 5 с эластичной оболочкой 7 обеспечивает равномерное нагружение поверхности стенок скважины. Нагружения выполняют изменением давления в гидросистеме на величину выбранной ступени АР, которое поддерживают до стабилизации или в течение принятого времени, измеряя при этом соответствующие перемещения сте- 60 нок hd в измерительной скважине 1„Стенки скважины нагружают до.предела пропорциональности или несколько меньше, а затем давления снижают также ступенями и получают данные для вет-. 65 ви разгрузки. Качество эксперимента контролируют пропорциональностью измерений диаметра скважины и нагрузок, . а также наличием остаточных деформаций. Результаты измерений представлены на графике (фиг.3), где сплошной ли-нией,показана зависимость P--. d при увеличении нагрузок, а пунктирной при их уменьшении.

По результатам указанных измерений, а также геометрических размеров скважин и расстояния между ними (фиг.2) расчитывают комплексную упругую характеристику по каждому направлению в месте измерений по формуле

Е КдР-d

2(1Ф дд где Е, V вЂ” - модуль !Онга и коэффициент

Пуассона;

К =$(g,)),Ц вЂ” функция геометрического фактора, которая опреде лена для выбранных сочетаний типоразмеров сква-, жин из решения соответствующей упругой задачи, Р,d вЂ” давление и соответствующее ему изменение диаметра измерительной скважины; диаметр измерительной скважины до нагружений, Предлагаемый способ отличается исключением необходимости испытаний образцов, для выполнения которых требуется их доставка, подготовка, нак-. лейка тензодатчиков. Кроме того, для выполнения измерений в одной точке требуется 15 минут,. а с учетом количества участков испытаний и подготовительных работ, это время сокращается не менее чем в 5-6 раз. Благодаря применению указанных приборов и методических приемов обеспечивается проведение многократных измерений в скважинах и статистическая их обработка, а также оценка точности результатов, по которым контролируют качество экспериментов, т.е, соответствие поведения пород при испытаниях принятой например упругой модели.

Все это повышает точность результатов определения напряженно-деформированного состояния горных пород.

Формула изобретения

Способ определения напряженно-,деформированного состояния в массиве горных пород, включающий бурение измерительной скважины, установку в,ней прибора для измерения перемещения стенок измерительной скважины, бурение параллельной разгрузочной скважины и измерение перемещения стенок измерительной скважины, о т л и ч а ю877005 иг

5 а- Лаг .а

IPtjc. Я шийся тем, что, с целью повыше-. ния точности определения напряженно-. деформированного состояния, в разгрузочную скважину устанавливают нагрузочное устройство, нагружают ее стенки равномерным давлением, после чего измеряют перемещения стенок в измерительной скважине, и по зависимости перемещения стенок измерительной скважины от давления, приложенного к стенкам разгрузочной скважины, определяют упругие характеристики пород в месте измерений.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Пригожин Е.С. и Перков Ю.Р.

Прессиометр вЂ” прибор для определения деформационных и прочностных свойств горных пород в массиве.-"Горной давление, сдвижение горных пород и методика маркшейдерских работ".. Л.,ВНИМИ, 1966, Р 65, с.156-164.

2. P.V. de la Сгиб. Nodified Boreho1е Gack Hethod for Еlastiс Property Determination in Rocks.-"Rock

Nechanics" W1en Springer-Verlад, New Jork, april 1978, vo1. 10, No 4, р.221-239.

Д. Авторское свидетельство СССР

Р 368402, кл. Е 21 С 39/00, 1970 (прототип).

ВНИИПИ Заказ 9546/47

Тираж 630 Подписное

Филиал ППП Патент, I

r.Óæãîðîä, ул.Проектная,4

Способ определения напряженно-деформированного состояния в массиве горных пород

Способ определения напряженного состояния массива горных пород // 877003

Способ обнаружения границ раздела горных пород // 875035

Способ определения напряженного состояния массива горных пород // 875034

Устройство для перемещения скважинного прибора при каротаже восстающих скважин // 875033

Способ исследования сопротивляемости строительных материалов и горных пород резанию (его варианты) и устройство для его осуществления // 875032

Устройство для сохранения естественного состояния образцов горных пород // 875031

Способ определения упругих свойств массива горных пород // 872757

Способ определения сопротивляемости горных пород механическому разрушению // 872756

Способ исследования фильтрации жидкости через подработанный горный массив на моделях из эквивалентных материалов // 870711

Способ натурного определения сдвиговых характеристик грунтов на оползневых склонах // 2101417

Изобретение относится к строительству и предназначено для определения прочности грунтов на сдвиг на оползневых склонах при проведении крупномасштабных инженерно-геологических (оползневых) съемок на ранних стадиях проектирования для обоснования схем инженерной защиты территории от опасных геологических явлений с прогнозами оползней

Скважинный репер // 2103504

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к устройствам для измерения деформаций в массиве горных пород

Способ оценки предельного напряженного состояния горных пород и устройство для его осуществления // 2106493

Изобретение относится к годному делу и может быть использовано для решения различных геомеханических задач, в частности, прогнозирования статической и динамической устойчивости горных выработок, пройденных, главным образом, в горных породах осадочного происхождения

Способ определения иерархического ряда размеров компонентов литосферы земли // 2116443

Способ контроля и прогноза прочности твердеющих закладочных массивов // 2127366

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и позволяет решить задачу осуществления долговременного контроля за прочностью твердеющей смеси, оптимизации ведения горных работ с одновременным упрощением конструкции датчика и методики измерений

Способ определения количества полезного ископаемого в массиве горных пород // 2130548

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к способам определения количества полезного ископаемого в массиве горных пород

Модель трещиноватого горного массива, вскрытого скважиной // 2134346

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано в области лабораторных исследований процесса цементации трещиноватых горных пород

Устройство непрерывного контроля напряженного состояния и степени удароопасности краевых зон массива горных пород // 2134783

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для непрерывного контроля с дневной поверхности состояния массива горных пород

Способ определения изменений напряженного состояния массива горных пород во времени и устройство для его осуществления // 2135770

Изобретение относится к строительству, горному делу и экологии, в частности к регулированию процессов изменений механического состояния массивов грунтов и горных пород

Способ выявления сейсмически опасного горного массива // 2137919

Изобретение относится к сейсмологии и может быть использовано для выявления потенциальных очагов мелкофокусных поверхностных землетрясений на площадках предполагаемого строительства или в населенных пунктах