Способ измерения ширины раскрытия трещин в массиве

Способ измерения ширины раскрытия трещин в массиве

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ШИРИНЫ РАСКРЫТИЯ ТРЕЩИН В МАССИВ , основанный на сравнении электрическп.х i ;i раметров трещиноватых и нетре1цин()ват1,1, участков массива горных пород, отлпчап щийся тем, что, с целью 11ог Ы111011ия точности , измеряют диэлектрическую проницаемость массива пород путем пропускания неременного электрического тока между электродами , помещенными в скважи п 1, пробуренные на равных расстояниях одна от другой , и разность фаз при прохождении электрического тока через трещирюватый и нстрещиноватый участки массива, но KOTopoii судят о ширине раскрытия трещин в массиве . $S (Л ts: со 4 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК,»5„F. 21 с зщ0

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

llO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21) 3525727/22-03 (22) 21.12.82 (46) 15.07.84. Бюл. № 26 (72) В. P. Цибульский и О. Н. Кузяков (71) Тюменский индустриальный институт им. Ленинского комсомола (53) 622.35 (088.8) (56) 1. Блок А. В. Разработка технологических основ геоакустического контроля сос тояния массива вблизи горных выработок.

Автореферат канд. дис. М., МГИ, 1974.

2. Ямщиков В. С. Методы и средства исследования и контроля горных пород и процессов. М., «Недра», 1984, с. 271 — 273.

„„SU„„1102948 Д (54) (57) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ШИРl.lНЫ РАСКРЫТИЯ ТРЕЩИН В МАССИР!, основанный на сравнении электрических I раметров трещиноватых и нетрспгиноват,:х участков массива горных пород, or.гпча;,iu»ийся тем, что, с целью повынц пня точ:пити, измеряют диэлектричсскун> проницаемость массива пород путем пропускания переменного электрического тока между электродами, помещенными в скважины, пробуренные на равных расстояниях одна от другой, и разность фаз при прохождении электрического тока через трещиповатьгй и нстрещиноватый участки массива, по которой судят о ширине раскрытия трещин в массиве.

1102948

Составитель П. Алексеева! зедактор Т. Парфенова Техред И. Верес Корректор А. Ильин

Заказ 4820/23 Тираж 565 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Изобрс,ение относится к технике измерения параметров массивов горных пород, в частности мерзлых грунтов и может быть использовано в геокриологических и гляциологических исследованиях в районах Крайнего Севера.

Известен способ . определения ширины раскрытия трещины в массиве, включающий пропускание упругих волн через трещиноватый массив и сравнение параметров излучаемого и принимаемого сигнала (1). 1О

Данный способ не позволяет измерять ширину раскрытия трещин более мм, так как такие воздухозаполненные трещины являются непроходимыми для упругих волн.

Наиболее близким по технической сущности изобретению является способ измере15 ния ширины раскрытия трец1ин в массиве, основанный на сравнении электрических параметров трещиноватых и нетрищиноватых участков массива горных пород. Данный способ основанный на сравнении электрических параметров трещиноватых и нетрещиноватых участков массива горных пород (2) .

Указанный способ характеризуется низкой то1ностью, так KBK величина удельного электросопротивления массива горных пород зависит от многих параметров, таких как влажность, наличие включений, минерализованность воды в трещинах, которые вносят погрешность в результаты измерений.

Целью изобретения является повышение точности.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу измерения ширины раскрытия трещин в массиве, основанному на сравнении электрических параметров трещинова- 35 тых и нетрещиноватых участков массива горных пород, измеряют диэлектрическую проницаемость массива пород путем пропускания переменного электрического тока между электродами, помещенными в скважины, 4 пробуренные на равных расстояниях одна от другой, и разность фаз при прохождении электрического тока через трещиноватый и нетрещиноватый участки массива, 1lo которой судят о ширине раскрытия трещин в массиве.

На чертеже представлена одна из возможных схем реализации способа.

В массиве 1 бурят три параллельных шпу. ра 2 на расстоянии друг от друга, причем два шпура располагают в нарушенном участ ке массива, с противоположных сторон от трещины 3 напротив друг друга, а третий шпур — в ненарушенном участке массива.

В пробуренные шнуры помещают электроды 4. С помощью переключателя 5 через электроды подключают источник сигнала 6 поочередно к нарушенному и ненарушенному участкам массива. По величине степени модуляции входного сигнала, найденной с помощью измерительного прибора 7, определяют ширину раскрытия трещины в массиве.

Beличина огибающей промодулированного входного сигнала при использовании фазовой модуляции пропорциональна фазовому сдвигу между сигналами, прошедшими через нарушенный и ненарушенный участ— ки массива.

В первом приближении считаем, что электроды образуют обкладки плоского конденсатора. Средой, заполняющей пространство между обкладками конденсатора, является сам массив, при наличии трещины представляющей собой слоистый диэлектрик. Диэлектрические свойства такой среды зависят от толщины слоя воздушного диэлектрика конденсатора — ширины раскрытия трещины.

Так как емкость влияет на величину фазового сдвига, то последний зависит от ширины раскрыва трещины.

Для компенсации состава свойств породы сигнал проходит через нарушенный и ненарушенный участки массива, т. е. через два различных конденсатора, и образует два фазовых сдвига: р — сдвиг, несущий информацию о трещине и р, — сдвиг породы без трещины. Разность 6 р = у,— у дает информацию о ширине раскрыва независимо от свойств породы.