Способ контроля устойчивости горных выработок

 

1. СПОСОБ КОНТРОЛЯ УСТОЙЧИВОСТИ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК, заключающийся в осуществлении заданного воздействия на массив в окрестности горной выработки и определении скорости деформации горной выработки, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и надежности контроля, определяют исходную скорость деформацииj осуществляют последовательные равной величины воздействия на массив в окрестностях горной выработки измеряют максимальные приращения скоростей деформации горной вьфаботки в результате воздействий и минимальные S скорости деформаций в паузах между воздействиями и по последователь (Л ным изменениям приращений скоростей деформации.судят об устойчивости горных выработок.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5I)4 Е 21 С 39/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTGPCHGMY СВИДЕТЕЛЬСТВ,Ф,„13 фЯЦЯЯпг 1

> Есддд

3 уст /gare j ирна

3 ИЬа

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ GCCP пО делАм изОБРетений и ОтнРытий (21) 3725211/22-03 (22) 06,04.84, (46) 30.07.85. Бюл. В 28 (72) В.В.Ржевский, И.M.Èoôèñ и

О.В.Овласюк (71) Московский ордена Трудового Красного .Знамени горный институт (53) 622.35(088.8) (56) Туринцев Ю.И. Определение критической скорости и времени до обрушения откоса. "Маркшейдерское дело и геодезия". Межвузовский сборник. вып. 4,Л., ЛГИ,77, с. 7 — 14, Падуков В.А. Прогнозирование устойчивости бортов карьеров. Л., ЛГИ, 1981, с. 23 — 25. (54) (57) 1. СПОСОБ КОНТРОЛЯ УСТОЙЧИВОСТИ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК, заключа„„SU„„1170142 A ющийся в осуществлении заданного воздействия на массив в окрестности горной выработки и определении скорости деформации горной выработки, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и надежности контроля, определяют исходную скорость деформации; осуществляют последовательные равной величины воздействия па массив в окрестностях горной выработки, измеряют максимальные приращения скоростей деформации горной выработки в результате воздействий и минимальные скорости деформаций в паузах между воздействиями и по последовательным изменениям приращений скоростей деформации. судят об устойчивости горных выработок.

1170142

2. Способ по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что в качестве воздействия на горную выработку используют естественные природные воздействия.

Изобретение относится к горному . делу и может быть использовано для контроля устойчивости бортов, уступов и отвалов на карьерах, целиков и по-олочин в подземных выработках и, кроме того, в строительстве и т.п.

Целью изобретения является повышения точности и надежности контроля.

На фиг, 1 изображена зависимость между деформацией сдвига „ „„ и силой сопротивления сдвигу F здесь же показана исходная сдвигающая сила F,„ и последовательные воздействия 6 Г,„ „,, например, уменьшающие устойчивость горной выработки; на фиг. 2 — последовательные воздействия Ь Г, „ -, например, уменьшающие устойчивость горной выработки и изменение во времени скоростей ее деформации Ч ;где — деформация сдвига, по достижении которой наблюдается установившаяся постоянная скорость деформирования; „„ — предельная (критическая) деформация сдвига, установленная лабораторными испытаниями пород или натурными наблюдениями, по превышении которой начинается уменьшение сил сопротивления сдвигу;

I — деформация сдвига, по превышении которой силы сопротивления сдвигу становятся меньше сдвигающих.

В качестве воздействия а Г,„ могут рассматриваться воздействия различной физической природы, увеличивающие сдвигающие силы, уменьшающие силы сопротивления сдвигу или влияющие на те и другие силы одновременно. Это могут быть взрывы, собственный вес и вибрации от работы технологического оборудования, повышение уровня подземных вод или увеличение количества осадков

3. Способ по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что в качестве воздействий на горную выработкуиспользуют технологические во здействия, создаваемые при ведении горныхработ ° и другие. Общей их чертой является то, что длительность этих воздейст. вий много меньше времени существования выработки, 5 Данный способ осуществляют следующим образом.

Например, необходимо оценить устойчивость борта карьера. Вкрест простирания борта устанавливают рабочие репера (железные стержни длиной 1 м и диаметром 30 мм). При помощи светодальномера ИСД-1 и теодолита T-05 (T1 ОТ2М) определяют смещение рабочих реперов относительно опорного репера, который

"привязывают" к геодезической сети.

По измеренным деформациям определяют положение поверхности скольжения, вкрест простирания которой

20 устанавливают высокочувствительный измеритель перемещений (например,лазерный интерферометр ИПЛ-ЗОК).Затем на протяжении i-2 ч измеряют исходную скорость деформации призмы возможного

25 обрушения. После этого у основания откоса производят взрыв взрывчатки весом 5 — 30 кг (устанавливается экспериментально в зависимости от размеров контролируемого борта: чем больше призма возможного обрушения, тем больше вес взрывчатки).

Фиксируют максимальную скорость деформации во время воздействия и минимальную скорость деформации после воздействия через 1 — 2 ч после воздействия. Если скорость через 1 — 2 ч после воздействия снизилась до исходной величины, .следующие испытания можно провести через 1, 2 и более суток, в зависимости от первоначальной информации,о степени опасности состояния откоса. Если скорость деформации через 1 — 2 ч после взрыва не снизилась до исходной величины, можно I 170142 предположить, что состояние откоса опасное и следующее испытание следует проводить лишь после предварительного дистанционного контроля скорости деформации откоса други- 5 ми методами (например, светодальномером МСЦ-1). Если на протяжении

1 — 2 сут не наблюдается закономерного и существенного (более чем троекратного) возрастания скорости де- 1О формации ото:осительно ее исходной величины, то можно провести следующее испытание откоса зарядом того же или даже меньшего веса. В последпем случае сопоставляется измене- 15 ние степени воздействия заряда меньшего веса на устойчивость откоса и вызванное им приращение скорости деформации по сравнению с предыдущим испытанием, т.е. нормируется степень Zp воздействия.

Если скорости, измеренные во время воздействия и через 1 — 2- ч после него превышают соответствующие показатели предыдущего испытания, 25 откос неустойчив. Дальнейшие испытания прекращаются. Производится прогноз времени до обрушения. Принимают меры по повышению безопасности рабочих и оборудования и меры по преду- 3р преждению оползня.

Если во время испытаний наблюдается увеличение скоростей деформации, замеренных во время воздействия, а минимальные сКоросТН деформаций спадают до исходных, объект устойчив, но необходимо вести непрерывный контроль за его деформациями, так как степень устойчивости откоса с ростом деформаций непрерывно уменьшается. 4О

Если приращения максимальных скоростей деформаций от воздействия к воздействию нарастают, а минимальные скорости деформации спадают до исходной, объект устойчив, но степень его 45 устойчивости с ростом деформаций падает; если приращения максимальных скоростей деформаций в результате воздействий и минимальных скоростей от воздействия к воздействшо нарастают, объект неустойчив.

Кроме того, в качестве воздействий на горную выработку используют естественные природные воздействия, а также технологические воздействия, создаваемые при ведении горных работ.

Когда горная выработка устойчива, она в отсутствие воздействий деформируется с постоянной скоростью. В результате подачи дестабилизирующего воздействия скорость ее деформации возрастает, но после воздействия спадает до исходной величины.

Когда горная выработка еще устойчива, но с ростом деформаций степень ее устойчивости снижается, то в отсутствие воздействий она продолжает деформироваться с постоянной скоростью, При осуществлении серии кратковременных воздействий максимальная скорость деформирования горной выработки от воздействия к воздействию нарастает, а в паузах между воздействиями скорость деформирования спадает до исходной величины.

Если горная выработка неустойчива, то скорость ее деформирования постоянно нарастает даже в отсутствие дестабилизирующих воздействий..

При подаче ряда дестабилизирующих воздействий максимальные и минимальные скорости деформации монотонно нарастают.

Данный способ может быть легко реализован с помощью серийно выпускаемого оборудования.

Таким образом, осуществляя серию воздействия на массив в окрестности горной выработки и исследуя реакцию выработки на зти воздействия, можно определить степень устойчивости горной выработки в рассматриваемый момент времени и прогнозировать время до ее разрушения, что можно осуществлять в соответствии с известными методиками.

1170142

Составитель Г.Алексеева

Редактор Н, Швыдкая Техред А. Бабинец Корректор А. Обручар

Заказ 4684/30 Тираж .482 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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