Способ определения направлений действия главных напряжений в массиве горных пород

 

Изобретение относится к области горного дела и сейсмологии и предназ . начено для методов акустического контроля напряженно-деформированного состояния твердых материалов. Цель изобретения - снижение трудоемкости и повышение точности определений. В выработке горного массива размещают источник и приемник упругих колебаний в плоскости осей действия излучаемых главных напряжений. Возбуждают упругие колебания в массиве. Измеряют скорости распространения поперечных волн и сравнивают их между собой . Измеряют скорости распространения волн, поляризованных перпендикулярно плоскости осей действия главных напряжений. Результаты измерений наносят на график с осями скорость - азимут распространения волн и по характерным особенностям индикатрисы выделяют направление действия главных напряжений в массиве. Его учитывают для корректировки результатов, полученных по скоростям поперечных волн, поляризованных ортогонально плоскости измерений. S icc5 iiss

СОНЗЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1328515 А ) (50 4 Е 21 С 39/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н Д ВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3931583/22-03 (22) 22.07.85 (46) 07.08.87. Бюл. М 29 (71) Кольский филиал им.С.М.Кирова

АН СССР (72) С.И.Рубинраут, В.И.Павловский и А.А.Козырев (53) 623.235 (088.8) (56) Физические свойства пород в массиве. Сборник научных трудов. — Новосибирск, 1982, с.30. .Турчанинов И,А., Панин В.И.

Геофизические методы определения и контроля напряжений в массиве °

Л.: Наука, 1976, с. 46-49 °,(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРАВЛЕНИЙ

ДЕЙСТВИЯ ГЛАВНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ В МАССИВЕ ГОРНЫХ ПОРОД (57) Изобретение относится к области горного дела и сейсмологии и предназ. начено для методов акустического контроля напряженно-деформированного состояния твердых материалов. Цель изобретения — снижение трудоемкости и повышение точности определений. В выработке горного массива размещают источник и приемник упругих колебаний в плоскости осей действия излучаемых .главных напряжений. Возбуждают упругие колебания в массиве. Измеряют скорости распространения поперечных волн и сравнивают их между собой. Измеряют скорости распространения волн, поляризованных перпендикулярно плоскости осей действия главных напряжений. Результаты измерений наносят на график с осями скорость— азимут распространения волн и по характерным особенностям индикатрисы выделяют направление действия главных напряжений в массиве. Его учитывают для коррЕктировки результатов, полученных по скоростям поперечных волн, поляризованных ортогонально плоскости измерений.

1328515

Изобретение относится к методам акустического контроля напряженнодеформированного состояния твердых материалов и может найти применение в горном деле и сейсмологии для определения ориентировки тектонических напряжений в массиве °

Целью изобретения является повышение точности и снижение трудоемкос- 1О ти определений.

При способе определения направлений действия главных напряжений в массиве горных пород, включающем размещение источника и приемников упру. гих колебаний в выработке горного массива, возбуждение упругих колебаний в последнем, измерение скоростей, распространения поперечных волн и их сравнение между собой, источник и приемники упругих колебаний располагают в плоскости осей действия изучаемых главных напряжений и измеряют скорости распространения волн, поляризованных перепендикулярно плос- yr кости осей действия главных напряжений.

Способ опробован в шахтных условиях.

Пример 1. Измерения проводят в горизонтальной плоскости, ортогонально к которой действуют вертикальные напряжения веса вышележащих пород. В центре участка наблюдений располагают пункт возбуждения упругих Колебаний. Для регистрации сей35 смических волн используют стандартную среднечастотную сейсмическую станцию CMI-24 или высокочастотную

СНУ-1. Возбуждение колебаний осуще40 ствляют взрывом или механическимударом. При этом три приемника сейсмических волн (например, СВ-1-30) располагают вокруг источника в общем случае на не равном расстоянии, но так,что в каждом

45 случае азимут линии источник — приемник разный (например, A„=45, А =90; А =

=180 }. Для регистрации поперечных волн, поляризованных ортогонально плоскости измерений, оси чувтсвительности приемников ориентируют в вер50 тикальном направлении, Возбуждают, принимают упругие колебания и определяют времена перехода волн на каждый из трех приемников, а по ним — скорости этих волн. Затем по известным азимутам источник — приемник и измеренным значениям скорос.тей определяют положение осей скоростной анизотропии пород в массиве, т.е. азимут осей максимальных и минимальных скоростей, а по ним — направление действия главных напряжений в массиве.

Если массив неоднороден в скоростном отношении, измерения скоростей проводят не в трех, а в большем количестве направлений (например, в десяти). Положение осей максимальных и минимальных скоростей, а соответственно и направлений действия главных напряжений, определяют путем осреднения методом наименьших квадратов экспериментально найденных сочетаний скорость — азимут на основе эллиптической функции.

Пример 2. В отличие от примера 1 дополнительно измеряют также скорость поперечной волны, поляризованной в горизонтальной плоскости наблюдений. Для этого в каждой точке приема после регистрации вертикально поляризованной волны меняют приемники на СГ-30 и устанавливают их гори= зонтально так, что ось максимальной чувствительности находится в горизонтальной плоскости и примерно перпендикулярна оси источник — приемник.

Результаты измерений наносят на график с осями скорость — азимут распространения волн и по характерным особенностям индикатрисы выделяют направление действия главных напряжений в массиве, его учитывают для корректировки результатов базовых определений, которые были выполнены по скоростям поперечных волн, поляризованных ортогонально плоскости измерений.

Формула.изобретения

Способ определения направлений действия главных напряжений в массиве горных пород, включающий размещение источника. и приемников упругих колебаний в выработке горного массива возбуждение в последнем уп;",угих колебаний, измерение скоростей распространения поперечных волн и их сравнение между собой, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью снижения трудоемкости и повышения точности определений, источник и приемники упругих колебаний располагают в плоскости осей действия главных на1328515

Составитель И.Фомичева

Техред И.Верес

1(орректор А. Зимокосов

Редактор И.Николайчук

Тираж 454

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 3464/36

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãîðoä, ул.Проектная, 4 пряжений и измеряют скорости распространения волн, поляризованных перпендикулярно плоскости осей действия главных напряжений.