Способ управления напряженным состоянием высокотемпературного массива горных пород

Способ управления напряженным состоянием высокотемпературного массива горных пород

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение предназначено для использования при ведении горных работ на больших глубинах. Цель изобретения - повышение эффективности воздействия на массив горных пород (ГП) путем снижения анизотропии напряжений. Г1ри сооружении выработки (В) определяют характер напряженно-деформированного состояния ГП в ее окрестности . На основании натурных измерений выделяют зоны ГП, подверженные растяжению и сжатию. Вдоль участка контура В, подверженного растягивающим напряжениям , располагают прерывистый теплоизоляционный экран (ТЭ) из вещества, теплапроводность которого ниже теплопроводности массива ГП. Толщину ТЭ принимают переменной и пропорциональной величине растягивающих напряжений в ГП в окрестности В. При охлаждении ГП в результате циркуляции в В холодного воздуха в них возникают растягивающие температурные напряжения. Они, складываясь со сжимающими напряжениями, существующими в массиве ГП, способствуют эффективной его разгрузке. При этом участки контура В, под- g верженные растягивающим напряжениям, защищены от влияния охлаждающей струи СЛ воздуха теплоизоляционным экраном. 1 ил. 00 4 сл

COl03 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

13

l13 ! gag тЩОТЬ Р

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3885620/22-03 (22) 18.03.85 (46) 23.12.86. Бюл. № 47 (72) В. И. Штеле и А. В. Богайчук (53) 622.36(088.8) (56) Дмитриев А. П., Гончаров С. А. Термодинамические процессы в горных породах.—

М.: Недра, 1983, с. 134 — 139.

Вяльцев М. М.— В сб.: Добыча угля подземным способом. М., 1982, № 1, с. 49 и 50. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ НАПРЯЖЕННЫМ СОСТОЯНИЕМ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОГО МАССИВА ГОРНЫХ ПОРОД (57) Изобретение предназначено для использования при ведении горных работ на больших глубинах. Цель изобретения — повышение эффективности воздействия на массив горных пород (ГП) путем снижения анизотропии напряжений. При сооружении выработки (В) определяют характер напряжен„„SU „„1278457

nD 4 E 21 С 39 00, Е 21 D 9 00 но-деформированного состояния ГП в ее окрестности. На основании натурных измерений выделяют зоны ГП, подверженные растяжению и сжатию. Вдоль участка контура В, подверженного растягивающим напряжениям, располагают прерывистый теплоизоляционный экран (ТЭ) из вещества, теплапроводность которого ниже теплопроводности массива ГП. Толщину ТЭ принимают переменной и пропорциональной величине растягивающих напряжений в ГП в окрестности В. При охлаждении ГП в результате циркуляции в В холодного воздуха в них возникают растягивающие температурные напряжения. Они, складываясь со сжимающими напряжениями, существующими в массиве ГП, способствуют эффективной его разгрузке. При этом участки контура В, под- э верженные растягивающим напряжениям, защищены от влияния охлаждающей струи воздуха теплоизоляционным экраном. 1 ил.

1278457

Формула изобретения

Состав,ггелн С. Потапов

1 expc I И Вереc Корректор Л. Тяско

Тира и 470 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1! 3035, Москва, Ж 35, Рау шская наб., д. 4 5

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

Редактор И.,Ъ рбак

Закан 6814, 28

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при ведении горных работ на больших глубинах в условиях повышенной температуры окружающего горного массива.

Цель изобретения — повышение эффек5 тивности воздействия на массив горных пород путем снижения анизотропии напряжений.

На чертеже показан разрез толщи горных пород и эпюра напряжений в окрест- 10 ности горной выработки.

При сооружении выработки 1 или при ее эксплуатации определяют характер напряженно-деформированного состояния горных пород в ее окрестности. Для этой цели могут быть испол ьзова ны известные инструментальные методы (метод разгрузки, датчики из оптически активных материалов и т. д.).

На основе натурных измерений выделяют зоны горных пород, подвержен н ые растяжению и сжатию.

В выработке 1, сооруженной в высокотемпературном скальном горном массиве 2 наносят прерывистый теплозагцитный экран, 3 из .вещества, теплопроводность которого ниже теплопроводности горного массива. Для этой цели может быть использован твердеюгций пенополиуретан. Экран располагают только вдоль участка 4 контура выработки, подверженного растягивающим напряжениям. 1 олгцину теплоизоляционного экрана принимают переменной и пропорциональной величине растягиваюгцих напряжений в горных породах в окрестности горной выработки.

При проведении выработки в массиве горных пород вокруг нее формируются зоны сжимающих (+) и растягивакнцих (— -) напряжений.

При охлаждении горных поро;«в резуль тате циркуляции холодного воздуха, например под действием вентиляционной струи, в них возникают растягиваюгцие температурные напряжения, которые, складываясь со сжимающими напряжениями, существуюгцими в массиве, способствуют эффективной разгрузке последнего. В то же время участки контура горной выработки, подверженные растягиваюгцим напряжениям, зашигцены от влияния охлаждающей струи воздуха теплоизоляционным экраном.

Сравнение температурных напряжений с напряжениями от горного давления показывает, что температурные напряжения в породном массиве, окружающем горизонтальные выработки, по абсолютному значению значительно превышают напряжения от горного давления (в 3 и более раза), особенно в слое пород, непосредственно прилегаюгцем к выработке.

Для уменьшения вероятности появления температурных трещин и температурных напряжений следует регулировать тепловой режим выработки за счег охлаждения и в данном случае с помогцью создания теплоза щитного экрана, толщина которого пропорциональна величине растягивающих напряжений, что позволяет снизить неравномерность величины напряжения на границе экрана.

Способ управления напряженным состоянием высокотемпературного массива горных пород вокруг выработки, включающий циркуляцию в выработке холодного воздуха, отличаюи(ийся тем, что, с целью повышения эффективности воздействия на массив горных пород путем снижения анизотропии напряжений, измеряют распределение напряжений вокруг выработки и располагают экран из теплоизоляционного материала вдоль участка контура выработки, подверженного растягивающим напряжениям, при этом толщину экрана выполняют переменной и пропорциональной величине растягивающих напряжений в окрестности горной выработки.