Способ определения высоты зоны водопроводящих трещин в массиве горных пород

Способ определения высоты зоны водопроводящих трещин в массиве горных пород

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (i9)SU(ii) (б1) 4 Е 21 С 39/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21) 3765272/22-03 (22) 04.07.84 (46) .30.03.86. Бюл. И 12 (71) Всесоюзный ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела (72) Б.Я.Гвирцман, Е.В.Бошенятов и В.Н.Гусев (53) 622.35(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

119 1120103, кл. E 21 С 39/00, 1982.

Авершин С.Г. Горные работы под сооружениями и водоемами. М., Углетехиздат, 1954, с. 242, 299.

Авторское. свидетельство СССР

119 1084442, кл. Е 21 С 39/00, )982. (54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЫСОТЫ

ЗОНЫ ВОДОПРОВОДЯЩИХ ТРЕЩИН В ИАССИВЕ ГОРНЫХ ПОРОД, включающий измерение величины горизонтальных смещений н определение горизонтальной деформации слоев горных пород, по достижении которой предельной для данного месторождения величины судят о наличии водопроводящих трещин, отличающийся тем, что, с целью снижения трудоемкости и повышения надежности измерений, горизонтальные смещения всех наблюдаемых слоев измеряют в одной скважине при подвижении очистного забоя на величину, равную длине интервала, при котором определены предельные горизонтальные деформации пород, при этом горизонтальные деформации каждого слоя определяют путем деления величин горизонтальных смещений пород за время, прошедшее между данным и предыдущнм измерениями, на длину упомянутого интервала.

122l347 2 где д ь(, диаметр скважины; возможные максимальные горизонтальные смещения устья скважины; возможные максимальные горизонтальные смещения верхнего слоя; расстояние от устья скважины до верхнего репера; угол максимального отклонения оси скважины от" вертикали.

Глубину скважины выбирают с таким расчетом, чтобы скважина пересекла верхнюю границу зоны водопроводящих трещин, B почве выработки под скважиной устанавливают неподвижный контурный репер, относительно которого производят измерение гориэонтального отклонения каждого из отвесов от первоначального положения сразу же после установки реперов в скважине. Дальнейшие измерения горизонтальных смещений реперов, установленных в различных слоях пород, производят при каждом очередном подвигании очистного забоя на величину, равную длине интервала, Изобретение относится к горной .промьппленности и может быть исполь,зовано для определения высоты эоны водопроводящих трещин, образующейся над выработанным пространством при подземной разработке месторождений полезных ископаемых при одновременном контроле геомеханического состояния подработанной породной толщи.

Целью изобретения является снижение трудоемкости и повышение надежности измерений.

Способ осуществляется следующим образом.

Из опережающей фронт очистных работ специальной выработки бурят восстающую скважину и в местах ее пересечения с наиболее характерными породными слоями устанавливают реперы. Диаметр скважины принимается таким, чтобы избежать контактирования отвесов реперов между собой и стенками скважины при ее искривлении вследствие последовательного смещения породных слоев, начиная с непосредственной кровли (устья скважины) и может быть определен из выражения при котором на предыдущих этапах отработки месторождения определены предельные горизонтальные деформации пород. Для измерения горизонтальных смещений различных точек скважины вместо реперов может использоваться устройство, содержащее шарнирно соединенные между собой звенья и элементы для измерения их взаимных угловых перемещений. В этом случае диаметр скважины может быть меньше указанного и скважи10 ну можно бурить с земной поверхности. Горизонтальные деформации каждого слоя определяют путем деления величин горизонтальных смещений пород за время, прошедшее между данным и предыдущим измерениями, на длину упомянутого интервала. Исконо к земной поверхности, основан на том, что процесс сдвижения повторяется по мере подвигания забоя по простиранию пласта, т.е. после35 дующие сдвигающиеся точки в плоскости сечения по простиранию пласта повторяют предыдущие. Другими словами, каждому подвиганию забоя относительно точки на поверхности соответствует определенное вертикальное н горизонтальное смещение. В результате эта точка описывает кривую смещений, отражающую все стадии процесса сдвижения, которая соответствует кривой смещений, получаемой в том же сечении по ряду точек профильной линии, закрепленных на земной поверхности с интервалами

55 между ними, равными разности подвиганий забоя между двумя измерениями при методе частотных наблюдений. Имея полученное таким образом по одной точке распределение горизонтальных сдвижений при подвигании забоя, можно получить полное распределение соответствующих горизонтальных деформаций как отиошещ0 мую высоту зоны водопроводящих трещин принимают равной расстоянию от кровли разрабатываемого пласта до породного слоя, в котором зафиксированы максимальные горизонтальные д5 деформации, равные установленному на данном месторождении значению предельных горизонтальных деформаЭ ций.

Горизонтальные деформации получают методом частотных наблюдений

30 за горизонтальными сдвижениями одного репера. Этот метод применительСоставитель С.Потапов

Редактор М;Циткина Техред Н.Бонкало

Корректор А. Зимокосов

Заказ 1562/39

Тираж 470 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 ние величин горизонтального смещения пород за время, прошедшее между двумя измерениями, к длине подвигания очистного забоя за то же время..

Повторяемость процесса сдвижения вслед за движущимся забоем также имеет место применительно к слоям массива горных пород. В этом случае, также как и для поверхности, для каждого слоя массива, в котором заложен скважинный репер, можно получить распределение горизонтальных деформаций в полумульде сдвижения.

Следовательно, методом частотных наблюдений по одному реперу на поверхности или в массиве горных пород можно получить полную картину распределения сдвижений и деформаций в полумульде сдвижения.

Hp и м е р ° На одном иэ угольных месторождений установлено, что при разработке пластов предельная горизонтальная деформация пород водоэащитной толщи (т.е. максимальная горизонтальная деформация пород на верхней границе зоны водопроводящих трещин) составляет 5.10 на интервале 10 м. Для определения

1221347 4 высоты зоны водопроводящих трещин при отработке на глубине 200 м пласта мощностью 3 м с полным обрушением кровли впереди очистного забоя с земной поверхности- до глубины 80 м (с учетом имеющегося на месторождении опыта) пробурена скважина и в ней установлено устройство для измерения горизонтальных смеще10 ний пород. Измерения горизонтальных смещений различных точек скважины производились через каждые 10 м подвигания очистного забоя, а гори" зонтальные деформации соответствую15 щих слоев определяли путем деления на длину указанного интервала величин горизонтальных смещений пород за время, прошедшее между каждым очередным и предыдущим измерениями.

20 При обработке результатов измерений установлено, что максимальные горизонтальные деформации пород, равные предельной величине 5.10, приурочены к слою, залегающему на глубине 60 м, т.е. на расстоянии 140 м от разрабатываемого пласта, откуда следует, что высота зоны водопроводящих трещин в рассматриваемых условиях равна 140 м.