Способ определения напряженно-деформированного состояния закладочного массива

Способ определения напряженно-деформированного состояния закладочного массива

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОВРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

«ц896240 (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 07.12.79 (21) 284831 у22 03 с присоединением заявки М— (23) П риоритет

Опубликовано 07.01.82. Бюллетень ЭВ 1

Дата опубликования описания 07.01.82 (53)М. Кл.

Е 21 С 39/00

3ЬвудврстмнныЯ квинтет

СССР ио делам нмбрвтеннЯ и открытиЯ.(53) УД3 622 831.. 3 (088.8) Г" "

Л В

° . Малетин, Г.С. Кириченко, М.В. Курленя и Й А. Пахомов (72) Авторы изобретения

Норильский ордена Ленина и ордена Трудового .oro Знамени горно-металлургический комбинат им. А. П. Завенягина (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО

СОСТОЯНИЯ ЗАКЛАДОЧНОГО МАССИВА

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при подземной разработке месторождений полезных ископаемых с поддержанием налегающих пород твердеющей закладкой, Известны способы определения абсо% лютных напряжений в поддерживающих массивах с помощью закладочных датчиков давления или .деформаций) упруго-пласти« ческих сред, по повелению которых судят

10 о характере работы реального массива(1

Известен также способ определения напряженно-деформированного состояния закладочного массива, включающий механическое нагружение образца исследуемого массива и составление эталонной зависи. мости его, характеристик .от действующих нагрузок 21.

Недостатком известного способа является низкая достоверность данных при распространении результатов испытаний образца, полученных прн его плоском нагруженпи va массив испытывающий обьемную нагрузку. Кроме того, известным, способом можно получать информацию для определенной точки только один раз, что делает невозможным использование его в системах непрерывного контроля напряженно-деформированного состояния массивов при очработке удароопасных месторождений.

Цель изобретения — повышение достоверности информации о состоянии закладочного массива н обеспечение непрерыв ности контроля за ним.

Поставленная цель достигается тем, что :определяют влажность н пористость образца со свойствами, идентичными свойствам закладочного массива, определяют его исходную пложость, после чего выявляют эталонную зависимость изменения этих характеристик при объемном сжатии образца в режиме дейс)вующих на массив нагрузок до полного уплотнения образца затем измеряют плотность и т влажность непосредственно в нагруженном массиве, определяют расче тным путем его порнстость, сравнивают эти характеéé624ä ристики с эталонными зависимостями и по их изменениям судят о напряженнодеформированном состоянии закладочного массива, при этом прогноз дальнейшей несушей способности поддерживающего закладочного массива осушествляют по его остаточной фактической пористости.

Причем измерения в массиве плотнос ти и влажности в одних и тех же точках производят радиоизотопными приборами, 10 а определение напряженно-деформированного состояния закладочного массива проводят по трем взаимно перпендикулярным направлениям, 13

Способ определения напряженно-деформированного состояния закладочного маосива осушествляют следующим образом.

Берут образец с начальными свойсч вами изучаемого закладочного массива 20 (выбуривают его из незагруженного маосива после окончания его формирования и набора им нормативной прочности или изготовляют его в лабораторных условиях по известному рецепту применяемой И закладки), определяют начальные характеристики пористости, влажности и плотности, затем помещают его в обойму. и нагружают образец при объемном сжатии нагрузкой, превышаюшей в 3-10 раз З0 предел его структурной прочности до полного уплотнения образца при данном режиме нагрузки, получая при этом эталонные зависимости изменения характеристик пористости, влажности и плотности З от нагрузки. Затем в исследуемом нагруженном массиве бурят скважины по трем взаимно перпендикулярным направлениям, путем их зондирования (каротажа) определяют характеристики плотности и влажности по показаниям приборов и по их значениям вычисляют фактичеокую пористость.

Измерение характеристик плотности и влажности производят радиоизотопными

4S приборами (например, с помощью глубинного гамма-плотномера ГГП и нейтронно; го измерителя влажности НИВ) через заданные интервалы времени в одних и тех же точках массива и регистрируют аобу- 0 ченные данные дистанционно в обшей системе непрерывного. контроля за напряженнЬ-деформируемым состоянием обрабаты -ч ваемого участка месторождения. Для характеристики объемного поля напряжений закладочный массив опробуют по трем взаимно перпендикулярным направлениям.

Последующие определения характеристик плотности, пористости и влажности проводят в тех же точках массива.

Сопоставляют результаты определений плотности, пористости и влажности закладочного массива с эталонными графиками деформирования образца и судят о напряженно- деформированном состоянии мао сива по изменению характеристик пористости, влажности и плотности. При этом по остаточной фактической пористости осушествляют прогноз дальнейшей несушей способности поддерживающего закладочного массива.

По технологическим журналам опреде-. ляют состав (рецепт) закладочной смеси, уложенной в выработанное пространство.

B лабораторных условиях изготавливают серию образцов- близнецов закладки идентичного состава с хранением их до набора нормативной прочности. Определяют начальные характеристики состояния закладки: плотность, влажность, пористо» сть и контрольную характеристику прочности.

Эти работы могут быть выполнены на образцах-кернах, выбуренных из закладочного массива на момент, предшествуюший начальному учету состояния заклад— ки.

После этого производят испытания образцов. для этого задается режим пригрузки образцов по ступеням; соответствуюшим кратному увеличению отношения действующей нагрузки к нормативной прочности закладки (например, Po = 1К )

2 Г ежа; 3 Г cx), 4 1Ксж1 1

5 f р,с® J ). При этом крайнее значение .

Р должно соответствовать максимально возможной нагрузке в массиве (в данном случае Р = 5 Р, с® j»200 кгс/см о" Н).

Образцы- близнецы" одной серии помешаются в обоймы и пригружаются каж дый на свою ступень нагружения. В процессе нагружения производят учет деформаций в плоскости действия нагрузки (осадки) на данный образец.

После окончания испытаний строят график нагружения в координатах осадка времй для каждого иэ образцов- близнецов . По графику определяются точки стабилизации осадки (полное уплотнение образца при данной нагрузке), после которых не наблюдается. роста деформации (осадки) образца под действием этой нагрузки. По найденным точкам строится график s координатах осадка — нагрузка.

5 896

По окончании испытаний определяют характеристики плотности, влажности и пористости каждого образца и строят график зависимости их изменения от действуюшей нагрузки. После этого строят S совмешенный график зависимости характеристик состояния от нагрузки в качестве эталонного для данного состава закладки. Затем в исследуемых точках реального массива определяются геофизи- 1О ческими методами влажность и плотность, и высчитывается поркстость закладки. Полученные значения сравнивают с эталон

Э ными графиками и определяют нагрузку на закладочный массив. По известной на- И грузке определяют деформацию закладочного массива, Использование предлагаемого способа по сравнению с известными повышает достоверность информации о состоянии искусственных опор из твердеющей заклад.ки под нагрузкой путем испольэованкя в качестве характеристики напряженно-деформированного состояния изменения плот- ности, пористости и влажности в одних и тех же точках массива, позволяет производить регистрацию,. результатов дистанционно, что обеспечивает условия scпользования его в системах непрерывного 3 контроля за напряженно-деформируемым состоянием поддерживающих массивов в условиях отработки удароопасных месторождений, снижает трудоемкость расчетных и эксперементальных работ за счет

Зэ упрощения математического .аппарата, сокрашения определений эмпирических коэффициентов, оборудования и числа наблюдательных станций. За ечет повышения достоверности ин.40 формации о состоянии массива и обеспе ченкя непрерывности контроля за ним своевременно и наиболее верно прогнозируют поведение закладочных массивов в . процессе развития горных работ. От это45 го в значительной степени зависят безопасность труда и эффективность" добычи.

240 d

Формула изобретения

1.. Способ определения напряженно. деформированного состояния закладочного массива, включающий механическое нагружение образца исследуемого массива и составление эталонной зависимости изменения его характеристик от действуюшкх нагрузок, о т л и ч а ю m и и с я тем, что, с целью повышения достоверности информации о состоянии закладочного массива и обеспечения непрерывности контроля эа ним, определяют влаж;— ность и пористость образца со свойствами, идентичными свойствам закладочного массива, определяют его исходную плотность, после чего выявляют эталонную зависимость изменения этих характеристик при объемном сжатии образца в ре— жиме действуюших на массив нагрузок до полного уплотнения образца, затем измеряют плотность и влажность непосредственно в нагруженном массиве, .определяют расчетным путем его поркстость, сравнивают эти характеристики с эталонными зависимостями и по их изменениям судят о напряженн -деформирс ванном состоянии закладочного массива, при этом прогноз дальнейшей несушей способности поддерживающего закладочного массива осуществляют по его остаточной факткческой пористости.

2. Способ по и. 1, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что измерения в массиве плотности и влажности в одних к тех же точках производят радиоиэотопными приборами.

3. Способ по п. 1 и 2, о т л и ч аю ш и и с я тем, что определение напряженно-деформированного состояния закладочного массива проводят по трем взакмно перпендикулярным направлениям.

Источники информации, принять.е во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

l4 397645, кл. E 21 С 39/OG, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

No 548712, кл. Е 21 С 39/СО, 1974. (прототип). с

Составитель Е, Борисова

Редактор Н. Егорова Техред А. Ач Корректор H. Стец

Заказ 11656/18 Тираж 623 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений к открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород., ул, Проектная, 4