Способ контроля напряженно-деформированного состояния горных пород

 

ОП ИСАНИЕ

Союз Советских

Социвлистических

Республик ()933997

К - АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт..свид-ву .— (22) Заявлено 27.11.73 (21) 1972261/22-03 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.з

Е 21 С 39/00

Гееудерстееннмй кемнтет

СССР

Опубликовано 07.06.82. Бюллетень № 21

Дата опубликования описания 07.06.82 (53) УДК 622.35 (088.8 ) пв делам нзееретеннй и еткрмтнй (72) Авторы изобретения

Е. И.Шемякин и Г. И, Кулаков /

/

/ р

Институт горного дела Сибирского отделения АН СССР (71 ) Заявитель (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ НАПРЯЖЕННОДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано на угольных, горнорудных и других предприятиях, занимающихся добычей полезных ископаемых, а также в научно-исследовательских организациях, занимающихся изучением горного давления.

Известен способ измерения напряжений в породном массиве с помощью фотоупругих датчиков (1) .

Известен также способ контроля напряженно-деформированного состояния горных пород, включающий установку в скважине измерительных элементов в виде тарированных хрупких колец (2).

Однако все эти методы отличаются значительной стоимостью, сложностью используемого оборудования и трудоемкостью, вследствие чего они не пригодны для массовых наблюдений за состоянием породного массива.

Цель изобретения — снижение трудоемкости и стоимости контроля при массовых замерах.

Поставленная цель достигается тем, что хрупкие кольца выполняют различной прочности и с различным внутренним диаметром, которые размещают вдоль скважины с промежутками одно за другим, причем кольца с большим внутренним диаметром располагают ближе к устью скважины, а о величине прироста напряжений судят по числу разрушенных колец.

На чертеже приведено расположение колец в скважине для частного случая трех колец.

t o Изготовленные из хрупкого материала кольца 1, 2, 3 выполняют различной прочности и толщины и приклеивают их к стенкам скважины 4.

Для устранения взаимного влияния кольца располагают последовательно одно за другим и с промежутками между ними. Для того, чтобы наблюдать одновременно за состоянием всех колец, кольца с большим внутренним диаметром устанавливают ближе к го устью скважины.

Кольца изготавливают одинаковых параметров в каждом типоразмере и тарируют определенное количество колец из каждого типоразмера.

933997

Формула изобретения

Составитель Е. Борисова

Техред А. Бойкас Корректор Н. Стен

Тираж 623 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская на 6., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор А. Шандор

Заказ 3843/21

При деформациях стенок скважины кольца разрушаются, причем о величине прироста напряжений в массиве и о направлении их действия судят по тому, какие из колец подвергнуты излому в процессе возрастания напряжений и как ориентированы плоскости их излома.

Пусть, например, кольцо 1 протарировано или расчитано на разрушение при увеличении напряжений в породе на 100 кг/см, кольцо 2 на увеличение напряжений в породе на 200 кг/сма, кольцо 3 на 300 кг/смх .

В процессе возрастания напряжений в породном массиве вокруг скважины, например, за счет влияния очистных работ, стенки скважины 4 совместно с установленными в них кольцами 1, 2, 3 будут деформироваться, что приведет к возникновению напряжений в них. При увеличении напряжений в массиве на 100 кг/смв кольцо 1 разрушится, при этом плоскость разрушения кольца совпадает с направлением прироста напряжений в породе. При возрастании напряжений в породе на 200 кг/см разрушится кольцо 2 и т. д. Если при очередном осмотре скважины будет обнаружено, что первое кольцо сломано, то очевидно, прирост напряжений в массиве превысил 100 кг/смв, но меньше, чем 200 кг/см .

Кольца могут изготовляться из самых различных достаточно хрупких материалов, таких, как стекло, керамика и др. Разная прочность колец может быть достигнута либо за счет изменения диаметра внутреннего отверстия, либо за счет изготовления колец из разных материалов.

Число колец, устанавливаемых в скважине, и их шаг по разрушающей нагрузке определяется требуемой точностью измерений.

Кроме контроля напряженно-деформированного состояния массива при постепенном возрастании напряжений, этот способ может использоваться для измерения динамических напряжений в массиве, например, при буровзрывных работах.

Способ контроля напряженно-деформированного состояния горных пород, вклю15 чающий установку в скважине измерительных элементов в виде хрупких колец, отличающийся тем, что, с целью снижения трудоемкости и стоимости контроля при массовых замерах, хрупкие кольца выполняют

20 различной прочности и с различным внутренним диаметром, причем кольца с большим внутренним диаметром располагают ближе к устью скважины, а о величине прироста напряжений судят по числу разрушенных колец.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Катков Г. А. Исследования горного давления с применением фотоупругих эле, ментов. М., «Наука», 1978.

2. Авторское свидетельство СССР № 342049, кл. Е 21 С 39/00, 1978 (прототип).