Способ определения напряжений на больших базах при подземной отработке рудных тел

 

Использование: контроль напряженного состояния массива горных пород. Сущность изобретения: в глубине массива закладывают реперные линии. Реперы размещают в скважинах, пробуренных из выработки в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Одно из направлений выбирают параллельно образующей выработанного пространства.а другое-no нормали к ней. Периодически измеряют деформации массива. С учетом модуля деформаций пород определяют действующие напряжения. 2 ил.

,RU„„. 2000433 С (я). Е 21 С 39/00

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам ъс ь Фл

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ - :- """-К ПАТЕНТУ

Ю

IO Î О

С (л) (лЭ (21) 4921864/03 (22) 25.03.91 (46) 07.09.93,Бюл. N 33-36 (71) Восточный научно-исследовательский горнорудный институт (72) Шрепп Б.В., Еременко А.А., Кожевников

Е.М., Кузнецова Г.В. (73) Восточный научно-исследовательский горнорудный институт (56) Зубков A,В. Исследование деформационных свойств массива горных пород на больших базах, - В сб. ©иэические свойства пород в массиве, Новосибирск, 1982, с.15-21.

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к способам определения напряжений, и может быть использовано для определения напряжений на больших базах.

Известен способ определения напряжений на больших базах в зоне влияния провала от подземных горных работ, В основе укаэанного способа лежит измерение горизонтальных деформаций земной поверхности по продольным линиям, заложенным для наблюдения за сдвижением горных пород при подземной разработке.

ka основании полученных данных определяют величину и направление напряжений в массиве. Способ применяется на интенсивно эксплуатируемых месторождениях, Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является способ определения величины и характера распрос ранения деформаций вглубь массива. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЙ НА БОЛЬШИХ БАЗАХ ПРИ ПОДЗЕМНОЙ ОТРАБОТКЕ РУДНЫХ ТЕЛ (57) Использование: контроль напряженного состояния массива горных пород. Сущность изобретения; в глубине массива закладывают реперные линии. Реперы размещают в скважинах, пробуренных из выработки в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Одно из направлений выбирают параллельно образующей выработанного пространства,а другое — по нормали к ней. Периодически измеряют деформации массива. С учетом модуля деформаций пород определяют действующие напряжения. 2 ил.

Способ заключается в установке реперных линий в скважины, пробуренные в глубине массива. в зоне влияния очистных работ, периодическом измерении приращений деформаций по реперам после разгрузки массива в результате обрушения, определении модуля деформаций пород и расчете приращения напряжений.

Основным недостаткам способа является невысокая информативность, точность и достоверность измерений из-за отсутствия учета геометрии выработанного пространства, оказывающего влияние на характер деформирования участка массива.

Целью изобретения является повышение точности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что в способе определения напряжений на больших базах при подземной отработке рудных тел, основанном на заложении реперных линий в двух вэаимоперпендикулярных направлениях. периодическом измерении

2000433

55 деформаций пород. определении модуля деформаций и напряжений в массиве по полученным данным, реперные линии размещают в скважинах. пробуренных соответственно параллельно образующей выработанного пространства и по нормали к ней.

Предлагаемый способ отличается совокупностью новых признаков, учитывающих геометрию выработанного пространства, основанных на размещении реперных линий в скважинах, пробуренных соответственно параллельно образующей выработанного пространства и по нормали к ней, которые ведут к повышению точности исследований.

В результате анализа известных технических решений, касающихся способов определения напряжений на больших базах, не рыявлено решений, аналогичных заявляемому, Существующие способы требуют дополHèòåльных затрат на проведение выработок, а измерение напряжений возможно провести только на контуре выработок с помощью установленных реперов.

На фиг.1 и 2 представлены схемы размещения реперных линий в скважинах, пробуренных соответственно параллельно образующей выработанного пространства и по нормали к ней, Способ определения напряжений на больших базах осуществляется следующим образом.

В направлении вкрест простирания рудных тел по нормали к выработанному пространству 1 (при горизонтальных реперных линиях) из выработок 2 (фиг,1) бурят соосные скважины 3 в каждую сторону (например, станком HKP-100M, диаметром 105 мм и глубиной до 90м), в которых на оп ределенной глубине от устья скважин (или выработанного пространства) закрепляют репера 4 с помощью специальных распорных замков 5: по 3-4 жестких репера, полученных свинчиванием штанг, диаметром

10-12 мм и длиной по 15 м, Расположение реперных линий в скважинах, пробуренных по нормали к выработанному пространству 1, обеспечивает более точную оценку смещения слоев 6 деформируемого граничного массива соответствующими реперами на базе измерения (см,фиг.1), позволяет оценивать его напряженно-деформированное состояние и зоны опорного давления во вмещающих породах.

Вертикальные реперные линии 7 (фиг.2) закладывают в скважины, пробуренные параллельно образующей 8 выработанного протранства, что позволяет более точно на постоянном по толщине слое с учетом геометрии выемки измерять деформации участка массива в данной плоскости.

Смещения (деформации) относительно опорных (Rot-Ro4) и рабочих (Rt-К4) реперов измеряют специальной маркшейдерской рулеткой с постоянным натяжением ленты.

Максимальная база измерения (между опорным Ro> и наиболее удаленным рабочим репером R>) достигает 160-180м.

По отобранным кернам пересекаемых скважинами пород определяют их коэффициенты крепости, а затем по графикам

К,Л.Тер-Микаеляна с учетом крепости пород находят их модуль деформации. Средневзвешенный модуль деформации в направлении измерения получают суммированием соответственно умноженных модулей деформации пород на их мощности с последующим делением на соответствующую базу измерения (суммарную мощность пресекаемых пород).

Имея результаты измерения деформаций по глубинным реперам (за счет периодических измерений, например, через 1,5 месяца) и зная средневзвешенный модуль деформации массива, можно измерять приращения напряжений (Ло) на больших базах.

Для оценки изменения величины действующих напряжений во времени при отработке блоков в методе измерения приращения напряжений (Ла) на больших базах в варианте использования станций жестких глубинных реперов необходимо знать уровень абсолютных напряжений (о,), действующих вкрест простирания на данной глубине, т.е. о =u„+ Лo МПа.

Данный способ определения напряжений на больших базах с помощью станций глубинных реперов осуществляется на Таштагольском руднике - НПО "Сибруда", на гор, -280 м, где иэ сборного вентиляционного штрека(висячий бок месторождения) пробурены соосные скважины на глубину 70 и

80 м, B этих скважинах оборудовано по четыре жестких глубинных репера.

На этом же горизонте - 280 м в орте 17 оборудована станция глубинных реперов в вертикальной плоскости, под днищем разрезного блока N.. 17 (этаж - 280-210м). Иэ орта N 17 пробурены соосные скважины вверх, на глубину 8 м, вниз на 60 м.

Измерения проводятся согласно порядку, укаэанному в описании, и позволяют по сравнению с базовым вариантом примерно в 3 раза снизить трудоемкость оценки напряженно-деформированного состояния горных пород, повысить его эффективность за счет повышения информативности точности проводимых измерений

2000433

Составитель Б.Шрепп

Редактор М.Стрельникова Техред M.Моргентал Корректор С.Шекмар

Заказ 3070

Тираж Подписное

НПО " Поиск " Роспатента

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4(5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород. ул.Гагарина, 101

Формула изобретения

Способ определения напряжений на больших базах при подземной отработке рудных тел, включающий заложение реперных линий в двух взаимно перпендикулярных направлениях, периодическое измерение деформаций пород, определение модуля деформации и напряжений в массиве по полученным данным, о т л и ч а ю щ и 4 с я тем, что, с целью повышения точности измерений, реперные линии размещают в сква5 жинах. пробуренных соответственно параллельно образующей выработанного пространства и по нормали к чей.