Способ определения трещинообразования в окрестностях подземных горных выработок

Способ определения трещинообразования в окрестностях подземных горных выработок

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к горному делу и м.б. использовано в горнодобывающей пром-ти. Цель изобретения - повышение точности определения трещинообразования. Для этого предвари-, тельно определяют вокруг выработок в массиве со сформировавшимися зонами местоположения трещиноватых и ненарушенных зон, измеряют электросопротивление в каждой ненарушенной зоне, определяют угол наклона осей эллипса электросопротивлений каждой из зон относительно осей эллипса в нртронутом массиве. Затем находят местоположение будущих ненарушенных зон впереди забоя, определяют изменение угла наклона осей эллипса электросопротивлений этих зон в процессе технологической отбойки относительно аналогичных зон сформировавшегося массива и по величине угла судят об окончании процесса формирования каждой зоны трещиноватости. Скорость формирования каждой зоны определяют по скорости угла поворота осей эллипса электросопротивлений в процессе формирования зон в массиве. 2 ил. S СО

СОЮЗ СО8ЕТСКИХ, СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК др 4 Е 21 С 39/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕНКЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4100161/22-03 (22) 23.07.86 (46) 23.09,88. Бкл. У 35 (71) Институт горного дела СО АН СССР (72) В.Н.Опарин, М.В.Курленя и Г.Е.Яковицкая (53) 622.023 (088 .8) (56) Геофизические основы контроля напряжений в горных породах. Сборник,,Новосибирск, 1983, с. 16.-" (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТРЕЩИНООБРАЗОВАНИЯ В ОКРЕСТНОСТЯХ ПОДЗЕМНЫХ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК (57) Изобретение относится к горному делу и м.б. использовано в горнодобывающей пром-ти. Цель изобретения— повышение точности определения трещинообразования. Для этого предвари-. тельно определяют вокруг выработок в

ÄÄSUÄÄ 1425322 А1 массиве со сформировавшимися зонами местоположения трещиноватых и ненарушенных зон, измеряют электросопротивление в каждой ненарушенной зоне, определяют угол наклона осей эллипса электросопротивлений каждой из зон относительно осей эллипса в нетронутом массиве, Затем находят местоположение будущих ненарушенных sон в ереди забоя, определяют изменение угла наклона осей эллипса электросопротивлений этих зон в процессе технологической отбойки относительно аналогичных зон сформировавшегося массива и по величине угла судят об окончании процесса формирования каждой зоны

Ю трещиноватости. Скорость формирования каждой зоны определяют по скорости угла поворота осей эллипса электросопротивлений в процессе формирования зон в массиве. 2 ил.

1425322

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано в горнодобывающей промьпапенности и строительстве при переходе очистных выработок в условиях больших глубин, Целью изббретения является повышение точности определения трещиноватости.

На фиг,1 изображен разрез вокруг капитальной выработки, на фиг. 2 — измерение угла наклона большой оси эллипса каждой ненарушенной зоны сформировавшегося массива относительно большой оси эллипса нетронутого массива.

Капитальная выработка 1 имеет сфор,мировавшиеся трещиноватые зоны 2, ко- . торые чередуются с ненарушенными зонами 3. Измерения проводят в измерительной скважине 4, которую пробуривают до нетронутого массива 5 (нетронутым считают массив, удаленный на такое расстояние от.выработки, на котором влияние последней не сказывается на результатах измерений, на расстоянии 10 и более метров от контура выработки.

Способ осуществляется следующим образом.

В окрестностях подземных горных выработок в массиве горных пород после пробуривания скважины вначале определяют местоположение чередующихся концентрически расположенных вокруг капитальной выработки трещиноватых и ненарушенных зон в массиве со сформировавшимися зонами, затем измеряют

1О

30 в каждой ненарушенной зоне по контуру скважины величину электросопротив- 0 ления и по результатам. строят эллипс электросопротивлений. Такие измерения проводят па оси скважины, начиная от приконтурной зоны, и заканчивают в нетронутом массиве. После этого определяют угол: наклона осей эллипса сопротивлений, построенного в каждой зоне относительно эллипса сопротивлений нетронутого массива. Затем, впереди забоя, т.е. в массиве формируемыми зонами находят местоположение будущих ненарушенных эон, в каждой из которых также проводят Измерения по контуру скважины и построение эллипсов электросопротивлений. Кроме того, в этих же зонах (в первой, второй и третьей) дополнительно измеряют изменение угла наклона осей эллипса относительно аналогичных (т.е. соответственно первой, второй или третьей) зон сформировавшегося массива, по величине которого судят об окон-. чании процесса формирования каждой (первой, второй или третьей) эоны трещиноватости, при этом скорость формирования каждой зоны определяют по скорости угла поворота осей эллипса электросопротивлений, Пример. В стенке действующей выработки диаметром 3 м на глубину не менее трех ее диаметров выбуривают скважину, т.е. на глубину 10 м.

В скважину помещают геофизический зонд и осуществляют геофизический каротаж с шагом 20-25 см по оси скважины вплоть до нетронутого массива, т.е. на расстояние более 9 м. По результатам каротажа строят диаграммы измеряемого геофизического параметра по оси скважины. По диаграмме параметра P, основываясь на известных методиках, определяют количество и местоположение чередующихся концен-, трически расположенных вокруг выра ботки трещиноватых и ненарушенных зон. Например, три трещиноватые (считая приконтурную) зоны и три ненарушенные, каждая из зон, кроме первой, как трещиноватык, так и ненарушенных имеет протяженность 1 5 м. Первая трещиновая зона имеет, как правило, меньшую протяженность — 0 5 м. Затем в центре каждой из ненарушенных зон, т.е. на расстояниях от груди забоя

1,25 м (0,5 м — первая трещиноватая зона .+ 0,75 м — центр первой ненарушенной зоны), 4,25 м (0,5 м — первая трещиноватая зона + 1,5 м — первая ненарушенная зона + 1,5 м — вторая трещиноватая зона + 0 75 м центр второй ненарушенной зоны), 7,25 м (0,5м— первая трещиноватая зона + 1,5 м— первая ненарушенная эона + 1,5 м — вторая трещиноватая зона + 1,5 м — вторая ненарушенная зона + 1,5 м- третья трещиноватая зона + 0 75 м — центр третьей нанарушенной зоны) соответст-венно измеряют электросопротивление по контуру скважины..

Для этого в зону нетронутого массива 5 досылочными устройствами досылают зонд б, состоящий из двух приемных и двух питающих электродов.

Каждый приемный электрод имеет 18 кон-! тактных пружин, которые плотно прижимают к стенкам скважин. Пжтающими электродами подают в массив ток вез, 14253 личиной I=const (например, 5 мА), а между парой приемных электродов 01 и Og регистрируют разность потенциалов ЬП, пропорциональную величине электросопротивления У, которую начинают отсчитывать с О и проводят о через 20 по контуру скважины послеФ довательно по часовой стрелке с помо. щью установленного на пульте переклю- 10 чателя. Затем фиксируют те положения переключателя, которым соответствует максимальное значение Р (например, О и 180 ) и минимальное значение,У (например, 80 и 260 ) и считают на- 15 правление 0-180 — большой осью, а ь направление 80-260 малой осью эллипса сопротивления, причем при электронном. типе. проводимости направление большой оси эллипса совпадает с направлением действия главных налряжений на этом участке массива (при ионном типе проводимости наоборот— направление малой оси эллипса совпадает с направлением действия главных 25 напряжений) .

После этого зонд перемещают, например, в первую ненарушаенную зону, :расположенную вблизи выработки, и проводят аналогичные измерения покоя-ЗО туру скважины. Влияние выработки на близлежащую ненарушенную зону в значительной мере изменяет направление главных напряжений, поэтому направление большой оси эллипса в этом случае . будет отличаться от направления большой оси эллипса в нетронутом массиве.

Затем перемещают зонд во вторую ненарушенную зону, проводят аналогичные измерения и определяют направление большой и малой осей эллипса электросопротивлений. После этого перемещают зонд в третью ненарушенную зону, про» водят аналогичные измерения по контуру скважины и также определяют на- 45 правление большой и малой осей эллип-. са электроспротивлений в этой зоне.

По результатам измерений строят эллипсы сопротивлений в каждой зоне и на расстоянии более 9 м от груди забоя (в нетронутом массиве), определяют угол наклона осей эллипса и каждой зоне относительно осей эллипса в нетронутом массиве (фиг.2), Пусть, угол наклона осей первой ненарушенной эоны С, второй 3, а третья ф" .

После этого в очистной выработке пробуривают скважину, проводят технологическую отбойку полезного ископае22 мого и на расстояниях от контура выработки 2,25, 5,25 и 8,25 м — центры будущих первой, второй и третьей ненарушенных зон соответственно — проводят измерения по контуру скважины.

Так как разгрузка околовыработанного пространства происходит не мгновенно после отбойки полезного ископаемого, а по истечении некоторого времени, то наибольшие значения Р, измеренные сразу после отбойки в первой, второй и третьей будущих ненарушенных зонах соответственно будут определены по осям 140-320, 100-280 и 40-220

Таким образом, изменение угла вокруг очистной выработки относительно капитальной выработки в первой ненарушенной зоне составит 9 =140-60 (()= о

=80 ° Измеренные аналогичным образом углы для второй и третьей ненарушенных зон состав соответственно: Р =10040 (P)=60 и Q =40-20 ()=20, Затем постепенно в будущей первой трещиноватой зоне происходит релаксация напряжений и в ней начинают нарезаться трещины, что влечет за собой изменение угла + (его .уменьшение), что определяют последующими неоднократными измерениями величины Я по контуру. скважины в этом месте. После того,, как по истечении некоторого времени произойдет разгрузка первой трещиноватой зоны вокруг очистного забоя, угол уменьшается до О, т.е. наибсльшую величину .Р вновь измерят на оси 60-240 ° После этого процесс формирования первой трещиноватой эоны считают законченным.

Формула изобретения

Способ определения трещинообразования в окрестностях подземных горных выработок, включающий бурение скважин в массиве горных пород, измерение по контуру скважины вдоль ее оси величины электросопротивления и определение по полученным данным направления осей эллипса электросопротивлений, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения трещинообразования, предварительно определяют вокруг выработок в массиве со сформировавшимися зонами местоположение трещиноватых и ненарушенных зон, измеряют электросопротивление в каждой ненарушенной зоне и определяют угол наклона осей

Фиг,1 а

Фиа 2

Составитель И.Фомичева

Техред Л. Олийнык Корректор З,Лончакова

Редактор Г.Волкова

Заказ 4749/29

Тираж 459

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r„ Ужгород, ул. Проектная, 4

5 1425322 6 эллипса злектросопротивленг каждой аналогичных зон сформировавшегося масИз зон относительно осей эллипса в сива, по величине угла судят об оконНетронутом массиве, затем находят. ме- чании процесса формирования каждой

Стоположевие будущих ненарушенных эон зонь1 трещиноватости, при этом скорость впереди забоя и определяют изменение формирования каждой зоны определяют угла наклона осей эллипса злектросо- по скорости угла поворота осей эллипротивлений этих зон в процессе тех- са электросопротивлений в процессе ологической отбойки относительно формирования зон в массиве, ) У