Способ определения напряженного состояния массива горных пород

 

COIO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУВЛИН аи8> аи

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3773910/22-03 (22) 17.07.84 (46) 30.01.86. Бюл. 1@ 4 (71) Геологический институт ордена

Ленина кольского филиала им.С.М.Ки-рова AH СССР (72) С.И. Рубинраут и В.И. Павловский (53) 622.02 531(088.8) (56) Турчаников И.А. и Панин В.И

Геофизические методы определения и контроля напряжений в массивах горных пород. Л.: Наука, 1976, с. 26-51.

Ржевский В.В. и Ямщиков В.С. Акустические методы исследования и контроля горных пород в массиве. М.:

Наука, 1973, с. 190-192. (51) 4.,Е 21 С 39/00, G 01 N 1/04 (54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ МАССИВА ГОРНЫХ ПОРОД, основанный на сравнении измеренных в массиве горных пород, величин скоростей распространения упругих волн с параметрами тарировочной зависимости, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности за счет увеличения частотного диапазона и базы измерения, в выбранной части массива измеряют скорости распространения упругих волн вдоль нескольких неэквивалентных направлений, определяют величину действующего вдоль каждого направления напряже- ф ния, а тарировочную зависимость получают путем сопоставления полученных данных.

С::

1208240

Составитель Г. -Алексеева

Техред О,Ващишина Корректор A. Зимокосов

Редактор Н. Пвыдкая

Заказ 214/42 Тираж 470 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Изобретение относится к горной промышленности и предназначается для определения напряженного состояния горного массива в промышленных условиях подготовки и отработки месторождений полезных ископаемых.

Целью изобретения является повышение достоверности определения напряженного состояния массива .горных пород за счет увеличения частотного диапазона и базы измерения. !

Hp и м е р 1, Выбирают участок массива горных пород вне зоны влияния очистных выработок и крупных тектонических нарушений, существенно искажающих распределение напряЖений в нетронутом массиве. На этом участке методом разгрузки определяют величину и направления действия верти-. кального и двух не равных по величине горизонтальных главных напряжений. В центре участка ударным способом или с помощью взрыва. возбуждают упругие колебания, которые затем регистрируют вдоль, например, десяти неэквивалентных направлений

4 через 10 . Под неэквивалентными поо имаются направления с разной величиной скорости распространения упругих волн. Измеряют время и скорость распространения воли. Для каждого изученного направления сопоставляют значение скорбсти и величину действующего напряжения, полученного расчетным путем по величине главных напряжений. Результаты сопоставления используют для построения тарировочного графика. Затем на участках массива, напряженное состояние которых необходимо определить, аналогичным образом проводят измерения скоростей распространения упругих .волн. А затем по тарировочному графику находят. величину напряжений, соответствующих данной величине скорости.

Пример 2. Определяют напряженное состояние пород в пределах невскрытого выработками и скважинами добычного горизонта, лежащего на глубине 100 и от действующего горизонта отрабатываемого месторождения, Тарировочную зависимость скоростьнапряжение опрецеляют путем измерения в горизонтальных выработках

10 действующего горизонта скоростей упругих волн частотой 100-200 Гц (цлина волны 25-50 м) с помощью стандартной сейсмической станции СМП-24. Измерения скоростей производят для ази0

15 мутов распространения волн 0-90 че() реэ 10 . На этом же горизонте определяют величину и направление действия наибольшего и наименьшего главных горизонтальных напряжений (например, 20 методом разгрузки). Для каждого изученного азимута распространения волн сопоставляют величину скорости и действующего напряжения и по результатам сопоставления строят тарировоч25 ный график скорость — напряжение.

Затем в одной иэ наиболее длинных выработок действующего горизонта устанавливают сейсмоприемники с шагом °

50 м. Общая база измерений 1150 м. щ Производят регистрацию упругих колеба. ний„ возбужденных взрывным способом

/ в районе 1, 8, 16 и 24-го сейсмопри- емников. Измеряют времена прихода

r продольной волны на каждый сейсмоприемник из всех четырех пунктов возбуждения„Способом,например, нагоняющего годографа, используемого для количественной интерпретации явления рефракции упругих волн с глубиной, вычисляют скорость продольной волны на глубине

100 м от действующего горизонта. Величину напряжений на глу-бине планируемого к отработке добычного горизонта определяют по тарировочному гра— фику на основе измеренного значения скорости продольной волны.