Способ контроля напряженного состояния массива горных пород

Способ контроля напряженного состояния массива горных пород

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ КОНТРОЛЯ НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ МАССИВА ГОРНЫХ ПОРОД, включающий измерение ускорения мгно .венных деформаций до момента перемены знака ускорений и сравнение полученной величины ускорения с эталонной , отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности контроля путем прогнозирования вида разрушения неоднородного массива, нагружают в статическом режиме оконтуренные щелями разновидности слагающих пород, выделяют породы с преобладанием пластических свойств, регистрируют для этих пород в динамическом режиме нагружения ускорения мгновенных деформаций, соответствующие моменту потери устойчивости с проявлением признаков хрупкого разрушения, J1 наименьшую из полученных величин принимают за эталонную,при этом измеренное дпя всей контролируемой толщи массива ускорение мгновенной деформа (О ции, превьщ1ающее эталонное, соответствует динамическому разрушению, а в противоположном случае - спокойному разрушению.

„SU„, 1 142

COOS COBETCHHX

CNINVHI фцр Е 21 С 0

/ ус.

/ г :.;

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИФ.-н ааеоесноиу сааемуиъосву

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ГЮ ДКЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОЧНРЫТИЙ (21) 3568009/22-03 (22). 28.03.83 (46) 30,10.84. Бюл. 11ф 40 (72) Я.А. Бич, В.С. Ямщиков, И.Ш.Коган, 1О.Я. Минин и А.В. Кори (71) Всесоюзный ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела (53) 622.35(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

11ф 947421, кл. Е 21 С 39/00, 1980.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 962616, кл. Е 21 С 39/00, 1981. (54)(57) СПОСОБ КОНТРОЛЯ НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ МАССИВА ГОРНЫХ ПОРОД, включающий измерение ускорения мгно.венных деформаций до момента перемены знака ускорений и сравнение полученной величины ускорения с эталонной, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности контроля путем прогнозирования вида разрушения неоднородного массива, нагружают в статическом режиме оконтуренные щелями разновидности слагающих пород, выделяют породы с преобладанием пластических свойств, реги" стрируют для этих пород в динамичес. ком режиме нагружения ускорения мгновенных деформаций, соответствующие моменту потери устойчивости с проявлением признаков хрупкого разрушения, и наименьшую из полученных величин принимают за эталонную,при этом изме- ренное для всей контролируемой толщи g массива ускорение мгновенной деформации, превышающее эталонное, соответствует динамическому разрушению, а в противоположном спучае — спокойному разрушению. И

1121

Изобретение относится к горному делу и предназначено для прогнозирования устойчивости горных выработок.

Известен способ контроля напряS женного состояния массива горных пород, включающий непрерывную регистрацию деформации массива и определение промежутка времени до максимума скорости мгновенных деформаций P1), Однако данный способ не позволяет прогнозировать вид разрушения горных пород при потере устойчивости.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ контроля напряженного состояния массива горных пород, включающий измерение ускорения мгновенных деформаций до момента перемены. знака ускорений и сравнение измеренной величины ускорения с эталонной (2)Ä

Недостаток способа состоит в невозможности прогнозирования вида разрушения пород под действием напряжений при потере устойчивости. Между тем вид разрушения (динамическое, спокойное) сопровождается различными последствиями и степенью ущерба. При отсутствии прогнозных сведений о видах разрушения затрудняется выбор необ30 ходимых мер по их предотвращению или изменению их проявления для снижения вредных последствий.

Цель изобретения — повышение эффективности контроля массива путем прогнозирования вида разрушения в мо-З5 мент потери устойчивости.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу контроля напряженного состояния массива горных пород, включающему измерение ускорения hG новенных деформаций до момента перемены знака ускорений и сравнение полученной величины ускорения с эталонной, нагружают в статическом режиме оконтуренные щелями разновид- 45 ности слагающих пород, выделяют породы с преобладанием пластических свойств, регистрируют для этих пород в динамическом режиме нагружения ускорения мгновенных деформаций, соответ-5О ствующие моменту потери. устойчивости с проявлением признаков хрупкого разрушения и наименьшую из полученных величин принимают за эталонную, при этом измеренное для всей контролируе-Ы мой толщи массива ускорение мгновенной деформации, превышающее эталонное, соответствует динамическому

428 1 разрушению, а в противоположном ,случае — спокойному разрушению.

Повышение эффективности контроля напряженного состояния путем прогнозирования вида разрушения в момент потери усгойчивости базируется на том, что поведение массива под действием напряжений обусловлено характером деформирования всей толщи пород, вскрытой выработкой. Если в массиве имеются породы с преобладанием пластических свойств, то вид разрушения в момент потери устойчивости будет зависеть от скоростного режима изменения напряженного состояния. Динамическое разрушение массива возможно,,когда ускорение мгновенных деформаций в нем превышает предельное ускорение перехода в неустойчивое состояние с проявлением пластического деформирования. При наличии в массиве нескольких типов пород с преобладанием пластических свойств этим предельным ускорением для массива является минимальное ускорение мгновенных деформаций из всех предельных значений, которые для каждой породы будут различными. Потеря устойчивости хрупких пород протекает с динамическими формами разрушения независимо от скоростных режимов изменения напряженного состояния .

Поэтому первоочередным является определение деформационных свойств каждой разновидности пород в статическом режиме нагружения. Для определения деформационных свойств в каждой разновидности слагающих пород перпендикулярно направлению измерения деформаций образуют щели, нагружают оконтуренные ими призмы и измеряют смещение фиксированных в них точек в процессе нагружения. В породах с преобладанием пластических свойств снова образуют щели, нагружают оконтуренные ими призмы в динамическом режиме и регистрируют предельные ускорения мгновенных деформаций момента потери устойчивости с проявлением признаков хрупкого разрушения. Наименьшее из них является границей, начиная с которой при непрерывном измерении ускорений в массиве в случае превышения ее прогнозируют динамическое разрушение . При наличии в массиве только пород с преобладанием хрупких свойств необходимость в динамических испытаСоставитель Г. Алексеева

Редактор А. Долинич Техред О.Неце Корректор Л. Пилипенко

Заказ 7951/26 Тираж 564 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Э 11 ниях отпадает в связи с однообразием вида разрушения в динамической форме.

Такое выполнение способа позволяет прогнозировать формы проявления горного давления и принимать соответствующие эффективные профилактические меры по предотвращению -его вредного воздействия на устойчивость горных выработок. По сравнению с базовым объектом, заключающимся в контроле напряженного состояния по результатам

21428 4 измерения деформаций массива, осуществляют дифференцированную оценку возможных видов разрушения на участках, сложенных породами с различными деформационными свойствами. Прогноз позволит, снизить время простоев, уменьшить затраты на применение профи-. лактических мер за счет правильного их выбора и сократить объем мероприятий по ликвидации последствий потери устойчивости.