Способ измерения напряжений горных пород

 

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЙ ГОРНЫХ ПОРОД, включающий образование измерительной щели, установку S ней , чувствительного элемента, заполнения щели со стороны свободной поверхности затвердевающим веществом и проведение измерений, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности измерений, одну из стенок измерительной щели соединяют со свободной поверхностью скважиной , чувствительный элемент помещают в тороидальную пневматическую оболочку, при этом установку чувствительного элемента вместе с пневматической оболочкой в измерительной щели производят в зоне расположения скважины, после чего подают газ под давлением в пневматическую :оболочку и заполняют зазор между чувствительным элементом и стенкой I измерительной щели путем подачи заW твердевающего вещества через скважину . . с р оо С50 со

(19) (Н), СОЮЗ СОЯЕТСНИХ

ОР.И

РЕСПУБЛИК

ГОСУД ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИИ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOIVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ3(я) 0 01 Ч 1 16 (21) 3338734/18-25 (22). 21.09.81 (46) 30.08.83, Бюл. В 32 . (72) M.H.Øïoðêèí и Г.A.Ñoáoëåâ (71) Институт физики Земли им. О.Ю.Шмидта (53) 550.834(088.8) (56) 1. Кораблев А.A. Современные методы и средства для изучения напряженного состояния массива горных пород. M. Наука, 1969, с.93-101 °

2. Н.Swo(f.. Stress monitorikg зуа ев for earthquake prediction.

Terra.Tek, 1974, р. 1-17; (прототип) . (54)(57) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЙ

ГОРНЫХ ПОРОД, включающий образование измерительной щели, установку и ней ., чувствительного элемента, заполнения щели со стороны свободной поверхности затвердевающим веществом и проведение измерений, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения чувствительности измерений, одну иэ стенок измерительной щели соединяют со свободной поверхностью скважиной, чувствительный элемент помещают в тороидальную пневматическую оболочку, при этом установку чувствительного элемента вместе с пневматической оболочкой в измерительной щели производят в зоне расположения скважины, после чего подают гаэ под давлением в пневматическую ..оболочку и заполняют зазор между

:чувствительным элементом и стенкой у

O измерительной. щели путем подачи эатвердевающего вещества через скважину.

С:

1038901

ННИИПИ Заказ 6225/53 Тираж 710 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к измерению механических напряжений горных flo род и может быть использовано для регистрации вариаций напряжений Земли прн прогнозе землетрясений, а также для измерения напряжений в подземных горных выработках при раз. работке профилактических мер борьбы с горными ударами и выбросами горных пород.

Иэвестен способ измерения деформаций горных пород, при котором вводят датчики в щель горной породы, а затем увеличивают давление до величины превышающей давление горных пород в неразгруженном состоянии 1 ).

Наиболее близким к предлагаемому является способ измерения напряжений в массиве горных пород, включающий образование измерительной щели, установку в ней чувствительного элемента, заполнения щели со стороны свободной поверхности затвердевающим веществом и проведение измерений. Измерения производят ся после затвердевания заполняющего щель вещества 2 .

Однако известные способы имеют недостаточную чувствительность, вызванную тем, что затвердевающее ве- щество образует в измерительной ще. ли монолитный блок, сопротивляющийся деформациям стенок измерительной щели и уменьшающий тем самым амплитуду смещений стенок, воспри- . нимаемых чувствительным элементом.

Кроме того, при измерении вертикаль ной составляющей напряжений оказывается трудноосуществимым создание надежного контакта между чувствительным элементом и верхней стенкой щели, Цель изобретения - повышение. чувствительности при измерении напряжений горных пород.

Поставленная цель достигается тем что в способе изМерения напряжений горных пород, включающем образование измерительной щели, устайовку в ней чувствительного элемента, за.полнение щели со стороны свободной поверхности затвердевающим веществом и проведение измерений, одну из сте нок измерительной щели соединяют скважиной.со свободной поверхностью, чувствительный элемент помещают в то ° роидальную пневматическую оболочку, при этом установку чувствительного элемента вместе4c пневматической оболочкой в измерительной щели производят в зоне расположения скважины, после чего подают газ под давлением в пневматическую оболочку и заполняют зазор между чувствительным элементом и стенкой измерительной щели путем подачи затвердевающего вещест. ва через скважину. На чертеже показана схема реали-! зации способа.

Чувствительный элемент 1 установлен в измерительной щели 2 и заклю. — . чен в тороидальную пневматическую

10 оболочку 3. Заполнение затвердевающим веществом объема, образованного между пневматической оболочкой, чувствительным элементом и стенкой измерительной щели осуществляют 5 через соединительную скважину 4.

Образованная после затвердевания контактная поверхность 5 обеспечи вает надежный контакт чувствительного элемента с горной породой б..

Способ реализуется следующим образом.

На нижнюю стенку измерительной щели помещают контактное вещество, какйм может быть бетонная массй, 5 например жесткая плита (возможны и другие типы контактного вещества). Контактное вещество .располагают под скважиной 4; пробуренной между свободной поверхностью и полостью щели 2. Затем чувствительный

30 элемент 1 помещают в тороидальную пневматическую оболочку 3, огибающую его no торцам, и устанавливают в измерительную щель. После установки чувствительного элемента, 35 заключенногь.в пневматическую оболочку в щель, создают избыточное давление газа в пневматической оболочке, обеспечивая контакт оболочки с обеими стенками щели. После обес40 печения фиксации чувствительного элемента в щели через пробуренную скважину 4 заливают затвердевающее вещество в зазор между чувствительным элементом, пневмооболочкой и

45 стенкой измерительной щели. При этом обеспечивается надежный контакт стенок измерительной щели с чувствительным элементом,в то время; как остальной объем измерительной ще50 ли остается незаполненным и затвердевающее вещество не препятствует. деформации стенок щели, что в свою очередь повышает чувствительность способа.

Использование предлагаемого способа позволяет определять слабые изменения напряжений за счет -повышения чувствительности измерений и, в конечном итоге, увеличивать надежность результатов наблюдений в

60 сейсмопрогностических исследованиях.