Способ определения направлений главных тектонических напряжений в горных породах

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсиик

Социапистичесиик

Респубпии (iii 926283 (6l ) Дополнительное к авт. саид-ву (22)Заявлено 14.05.80 (21) 2925438/22-03 с присоединением заявки М (23) приоритет

Опубликовано 07.05.82. бюллетень М 17

Дата опубликования описания 07. 05. 82

{5I)M. Кл.

Гооуддротееклый комлтет

СССР ао делам лаобретелнй и открытий

Е 21 С 39/00 (53) УД3(.622 235 (088.8) (72) Авторы изобретения

В.С. Ямщиков, В.Л. Шкуратник, В.M Фарафонов и К.Г. Лыков

Московский ордена Трудового Красного Знамени.. горный институт (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРАВЛЕНИЙ ГЛАВНЫХ

ТЕКТОНИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИЙ В ГОРНЫХ ПОРОДАХ

Изобретение относится к горному делу, в частности к геофизическим методам исследования и контроля напряженного состояния горных пород.

Известен способ определения напря5 жений в массиве горных пород, включающий вклеивание в измерительную скважину измерительного устройства в виде полого цилиндра из оптически чувствительного материала,извлечение кольцевого керна с вклеенным в него цилиндром и разрезание его на диски разной толщины, ориентированные под разными углами к оси цилиндра, по которым судят о напря-женном состоянии массива 513 .

Недостатками этого способа являются сложность его осуществления и низкая точность при определении направления тектонических напряжений.

Известен способ определения направлений главных тектонических напряжений в горных породах,включающий отбор образцов и определение пространственного распределения их электрических характеристик (2 j.

Недостатком способа является невозможность определения главных напряжений в горных породах, не обладающих пьезоэФФектом.

Цель изобретения — расширение области применения способа на породы, обладающие остаточной поляризацией.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу образцы пород нагревают, после чего определяют токи термостимулированной деполяризации, по которым судят о направлении главных тектонических напряжений.

Физической основой данного способа является остаточная поляризация образцов горных пород, направление которой совпадает с направлением

26283

3 9

3S максимальных тектонических напряжений в массиве.

Энергия ак"тивации диполей, образующих остаточную поляризацию, достаточно велика и превышает l,52 эВ. Таким образом, для проявления ос та точной поляри за ции необходимо воздействовать на образец горной породы внешним физическим полем с высокой энергией, например тепловым полем. При этом остаточная поляризация образцов горных пород проявляется в виде токов термостимулированной деполяризации, протекающих во внешней цепи. Причем, так как вектор остаточной поляризации совпадает с направлением максимальных напряжений, обуславливающих возникновение этой поляризации, то и максимальное значение токов термостимулированной деполяризации совпадает с направлением максимальных текто нических напряжений в массиве гор ных пород.

На фиг.1 представлена одна из. возможных схем реализации способа, на фиг. 2 -. типичные графики токов. термостимулированной деполяризации образцов горных пород, снятые в различных направлениях.

Способ осуществляют следующим образом.

Ориентированный в пространстве образец 1 горной породы (фиг.1) по" мещают в термокамеру 2, посредством электродов к образцу 1 параллельно подключают сопротивление 3 нагрузки, падение напряжения на котором, пропорциональное току термостимулированной деполяризации, регистрируют с помощью регистратора 4 (например, двухкоординатного графопостроителя

Н 306), на второй вход которого поступает сигнал с термопары 5, подключенной также к аппаратуре

6 контроля скорости нагревания термокамеры 2. В качестве такой аппаратуры может быть использован,например, серийный цифровой измери4 тельный комплекс ф30. Наибольший ток 7 термостимулированной деполяризации соответствует направлению максимальных тектонических напряжений, наименьший ток 8 соответствует направлению минимальных тектонических напряжений ° Величина токов 9 термостимулированной деполяризации, не соответствующих главным напряжениям, 10 имеет промежуточное значение.

Данный способ позволяет определять направления главных тектонических напряжений широкого класса горных пород, обладающих остаточной

IS поляризацией.

Способ отличается простотой и реализуется с помощью серийной аппаратуры. Производительность способа в 3-4 раза превышает произвол дительность известного способа, за счет чего может быть получен расчетный годовой экономический эффект

10 тыс.руб.

Формула изобретения

Способ определения направлений главных тектонических напряжений в горных породах, включающий отбор образцов и определение пространственного распределения их электрических характеристик, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения области применения способа на породы, обладающие остаточной поляризацией, образцы пород нагревают, после чего определяют токи термостимулированной деполяризации, по которым судят о направлении главных тектонических

° напряжений.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке N 2897849/22-03, кл. Е 21 С 39/00, 1980.

2. Авторское свидетельство СССР

Й 377514, кл. Е 21 С 39/00, 1970 (прототип).

926283

z /o-7 1

ФМ Т; 4

7И

Фиг. Г

Заказ 2923/23 Тираж 624 Подписное

8НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4

Составитель Л. Прошина

Редактор А. Шишкина Техред С. Мигунова. Корректор,М ° ШаРоши