Способ определения изменений напряженного состояния массива горных пород

Способ определения изменений напряженного состояния массива горных пород

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советсиих

Социалистических

Республни

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ii)883430 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 21,03.79 {21) 2738964/22-03 с присоединением заявки J%— (28) Приоритет— (5l)N. Кл.

Е 21 С 39/00 тааударатеаеые камитет

CCCP ю Аелеее язабретеевй н атерытвй

Опубликовано 23.11.81. Бюллетень № 43

Дата опубликования описания 23.11.81 (53) ЛК622.35 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. С. Ямщиков, В. Л. Шкуратник, В. М. Фара (71) Заявитель

Московский ордена Трудового Красного Знам

Министерства высшего и среднего специально

{54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИЗМЕНЕНИЙ НАПРЯЖЕННОГО

СОСТОЯНИЯ МАССИВА ГОРНЫХ ПОРОД. Изобретение относится к горному делу, в частности к определению изменений напряженного состояния массива горных пород.

Известен способ определения напряженного состояния массива горных пород, включающий . бурение. скважин, введение неполяризующих электродов в каждую иэ них и проведение локальных измерений геоэлектрического тока 11).

Недостаток способа — неточность измерений напряженного состояния горного массива.

Наиболее близким по технической сущности является способ определения изменений напряженного состояния массива горных пород, включающий бурение скважин, введение неполяризующихся электродов в каждую из них и измерение электрических потенциалов геоэлектрического поля в исследуемой зоне горного массива (2 j

Недостаток способа — невысокая эффективность определения изменений напряженного

l состояния массива горных пород во времеии из-за малой чувствительности к незначительным изменениям напряженного состояния массива горных пород.

Цель изобретения — повышение эффектив, ности определения изменений напряженного состояния массива горных пород во времени

5 за счет увеличения чувствительности к малым изменениям напряженного состояния.

Указанная цель достигается тем, что к не1О поляризующимся электродам подключают постоянное напряжение до появления в породном массиве потенциала наведенного геоэлектрического поля, затем отключают напряжение и регистрируют во времени изменение наведен ного потенциала, причем экстремум потенциала

15 геоэлектрического поля положительной полярности соответствует увеличению напряженного состояния массива горной породы, а экстремум отрицательной полярности — уменьшению

20 напряженного состояния.

На фиг. 1 показана одна иэ возможных, схем измерений в массиве; на фнг. 2 — зависимость, поясняющая сущность способа.

883430

20

Put.f

ВНИИПИ Заказ 10156/50 Тираж 630 Подписное

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

Способ осуществляется следующим образом.

В исследуемом массиве 1 бурят две параллельные скважины 2 и помещают в каждую из них на заданную глубину неполяризующиеся электроды 3. К электродам от источника 4 подключают постоянное напряжение до появления в массиве потенциала наведенного геоэлектрического поля, после чего истощик 4 отключают и измерительным прибором 5 регистрируют во времени потенциал геоэлектрического поля, На фиг. 2 показано изменение потенциала геоэлектрического поля во времени. Искусственно наведенный потенциал 1 спадает до естественного уровня потенциала геоэлектрического поля 2 по экспоненте 3. Изменения напряженного состояния массива горных пород сопровождаются переходом механической энергии в электрическую (пьезоэффект, сейсмопьезоэффект второго ряда, сегнетоэлектричество и др). Эти изменения отразятся на зависимости "потенциал-время" в виде экстремумов 4 и 5 относительно экспоненты 3, причем экстремум 4 положительной полярности относительно зависимости соответствует увеличению напряженного состояния массива горных пород, а экстремум 5 отрицательной полярности соот иФтствует уменьшению. напряженного состояния массируй

Изменение геоэлектрического потенциала, обусловленное единичным изменением напряженного состояния массива горных пород, относительно указанных изменений, имеющих место без воздействия внешним электрическим полем, увеличится, например для сильвинитов в 6 — 8 раз, что, в свою очередь, обусловливает увеличение чувствительности и эффективности измерений.

Формула изобретения

Способ определения изменений напряженного состояния массива горных пород, включающий бурение скважин, введение неполяризующихся электродов в каждую из них и измерение электрических характеристик горной породы в области массива, лежащей между скважинами, отличающийся тем,что, с целью повышения эффективности определения изменений напряженного состояния массива горных пород во времени за счет увеличения чувствительности к малым изменениям напряженного состояния, к неполяризующимся электродам подключают постоянное напряжение до появления в породном массиве потенциала наведенного геоэлектрического поля, затем отключают напряжение, регистрируют во времени изменение наведенного потенциала и по экстремуму потенциала геоэлектрического поля положительной или отрицательной полярности судят о напряженном состоянии горного массива.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР М 454348, кл. Е 21 С 39/00, 1975. у2. Авторское свидетельство СССР N 622987, кл. Е 21 С 39/00, 1978 (прототип).