Способ определения деформируемости горных пород в выработке

 

Изобретение относится к способам определения деформативных свойств массива горных пород применительно к проектированию крепей подземных сооружений. Цель - повышение достоверности измерений и снижение их трудоемкости. Для этого выработку проходят с недобором породы и последующей ее подрезкой для обеспечения минимального нарушения природного напряженного состояния массива. В выработке монтируют измерительную крепь. Измеряют напряжения в массиве и уравновешивают их путем создания в измерительной крепи подпорного давления по всему контуру сечения выработки . В результате этого в массиве устанавливается начальное равновесное состояние. После того, как забой отойдет на расстояние, при котором его влияние не сказывается на деформации массива, подпорное давление понижают на величину ступени, устанавливаемую в зависимости от требуемой точности измерения. В результате на рушения равновесия в массиве происходит снятие напряжений, сопровождающееся смещением контура выработки. По мере дальнейшего смещения конТура напряжения в массиве уравниваются и устанавливается новое равновесное состояние. Таким образом, измеряя на каждой ступени равновесных состояний приращение подпорного давления и его знак до перемены на противоположный, получают кривую, являющуюся жесткостной характеристикой измерительной крепи нарастающего сопротивления. 6 ил. i Л «1 со о СП hO 4iik

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

"М с !

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4169298/22-03 (22) 29.12.86 (46) 15.10.88. Бюл. В 38 (71) Проектный и научно-исследовательский институт "Донецкий Проистройниипроект" (72) Г.P.Розенвассер, Н.С.Булычев, Ю,Е.Шамрин, В.И,Ольмезов и В.С.Ольмезов (53) 622.23.05(088.8) (56) Заславский Ю.3. Исследование проявлений горного давления в капитальных выработках глубоких шахт

Донецкого бассейна. М.: Недра, 1968, с. 158.

Горное давление. Сдвижение горных пород и методика маркшейдерских ра+" бот. Л,, ВНИМИ, 1967, сб,63, с.415422. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДЕФОРМИРУЕ»

МОСТИ ГОРНЫХ ПОРОД В ВЫРАБОТКЕ (57) Изобретение относится к способам определения деформативных свойств массива горных пород применительно к проектированию крепей подземных сооружений. Цель — повышение достоверности измерений и снижение их трудоемкости. Для этого выработку проходят с недобором породы и последующей ее подрезкой для обеспечения

ÄÄSUÄÄ 1430524 А 1 (д1) 4 E 21 C 39/00, Е 21 D 11/10 минимального нарушения природного напряженного состояния массива. В выработке монтируют измерительную крепь. Измеряют напряжения в массиве и уравновешивают их путем создания в измерительной крепи подпорного давления по всему контуру сечения выработки. В результате этого в массиве устанавливается начальное равновесное состояние. После того, как забой отойдет на расстояние, при котором его влияние не сказывается на деформации массива, поодпорное давление понижают на величину ступени, устанавливаемую в зависимости от требуемой точности измерения. В результате на в

И рушения равновесия в массиве происходит снятие напряжений, сопровождающееся смещением контура выработки.

По мере дальнейшего смещения кон гура напряжения в массиве уравниваются и Я устанавливается новое равновесйое состояние. Таким образом, измеряя на каждой ступени равновесных состояний вфЬ приращение подпорного давления и его фф знак до перемены на противоположный, получают кривую, являющуюся жесткост- ф ной характеристикой измерительной крепи нарастающего сопротивления.

IQI

6 ил.

1430524

Изобретение относится к способам

Онределения деформативных- свойств йассива горных пород применительно ж проектированию крепей подземных

Фооружений.

Целью изобретения является повышение достоверности измерений и снижение их трудоемкости.

На фиг.1 показано исходное положеЙие, начальное разновесное состояние

1 уравновешнвание подпорным давлением действующих в массиве напряжений, апример, для кровли 6„ =Р ); на иг.2 — нарушение начального равно" есного состояния при понижении цод15 ора до величины P (Рц 4 6„); на иг.3 - снятие напряжений в массиве о величины и рост сопротивления креH до величины Р при Нх совместном реформировании (6," ) Рс >Э ); на фиг.4 — установление нового равновесйого состояния между породным массивом и крепыш (6 =Р,1); на фиг.3,4 пунктирной линией показано первоначальное положение контура выработки;

Йа фиг.5 показаны процесс (стрелками) и результат определения деформифуемости горных пород в выработке

Для кровли по предлагаемому способу ф виде графического представления 3О взаимодействия породного массива с измерительной крепыш при ступенчатом понижении ее отпора; на фиг.б — ре"

1 ультаты испытаний — графическое представление равновесных состояний 35

Йородного массива, ослабленного вырасткой, в ее характерных точках— кровле (1), боках (2) и подошве (3).

Способ осуществляют следующим об" фазом. 40

Выработку проходят с минимально возможным. нарушением природного напряженного состояния массива. В коренных породах это достигается, например, использованием щитового комплек-45

Са с роторным исполнительным органом, диаметр которого соответствует диаметру выработки, а в наносах, например, путем разработки породы с некоторым недобором и последующей ее под-5О резкой ножевой частью проходческого щита при его передвижке на очередную эаходку. В обоих случаях измерительную крепь монтируют в хвостовой части щита и устанавливают в проект- 55 кое положение (в выработку) при его передвижке на следующую эаходку.

Как только измерительная крепь окажется в выработке, действующие в массиве напряжения, которые предварительно определяют одним их известных способов, уравновешивают подпорным давлением, создаваемым в плоских реэинотканевых домкратах 1, расположенных между жестким опорным кольцом 2 и металлическими штампами 3, контак тирующими с породой на контуре выработки 4 (фиг.1) . При этом в соответствии с фактической степенью неравнокомпонентности напряжений в массиве подпорное давление задают неравномерным по контуру сечения выработки. В результате этого в массиве устанавливается начальное равновесное состояние (например, для кровли, т, А на фиг.5 — b> =P>) ..

После того, как забой отойдет на расстояние, при котором его влияние не сказывается на деформации массива, в каждом из резинотканевых домкратов подпорное давление понижают на величину ступени (фиг.2, т. В на фиг.5), устанавливаемую в зависимости от требуемой точности измерений, В результате нарушения равновесия в массиве происходит снятие (уменьшение) напряжений, сопровождающееся смещением контура выработки (смещение Uc на фиг.5), под действием которого рези- нотканевые домкраты 1 сжимаются, а давление в них повышается (фиг.3, тт. C,Ñ на фиг.5).

По мере. дальнейшего смещения контура выработки (смещение UD на фиг..5) напряжение в массиве уравнивается с давлением в домкратах 1, устанавливается новое равновесное состояние (фиг.4, т, D на фиг,5 — 6 =Р ). Критерием его наступления является прекращение деформаций выработки и стабилизация давления в домкратах 1.

Таким образом, производя во времени замеры приращения подпорного давления и смещения контура выработки, экспериментально получаем кривую BD (фиг.5), являющуюся жесткостной характеристикой измерительной крепи нарастающего сопротивления ° Соединяя точки А и 0 (фиг.5), получаем графическое изображение равновесных состояний массива, ослабленного выработкой кругового сечения, ко орые обеспечиваются отпором крепи Р, однозначно зависящим от смещения U. При этом кривая А-0-В является графическим представлением взаимодействия крепи с массивом пород на данной ступени.

)430524

На каждой последующей ступени понижения давления процесс повторяют вплоть до превышения равновесным давлением (т. F на фиг.S) значения на предыдущей ступени (т, Е на фиг.5), т,е. перемены знака приращения подпорного давления, что соответствует началу нарушения сплошности массива (вывалообразования). Для более точ- ð ного определения этого момента, по мере снижения напряжений в массиве величину ступени изменения подпорного давления уменьшают.

С целью получения более полной информации о деформируемости.массива, подобные измерения проводят одновременно с нескольких характерных точках, например кровле, боках и подошве выработки (фиг.б).

Формула изобретения . Способ определения деформируемости горных пород в выработке, включающйй проходку выработки, монтаж измерительной крепи и проведение измерений по определению нагрузки на крепь и ее перемещений, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения достоверности измерений и снижения их трудоемкости, проходку выработки осуществляют с недобором породы и последующей ее подреэкой для обеспечения минимального нарушения природного напряженного состояния массива, при этом измеряют напряжение в массиве и уравновешивают их путем создания в измерительной крепи подпорното давления по всему контуру сечения выработки, после чего подпорное давление ступенчато понижают до наступления равновесного состояния массива и производят измерения, причем дополнительно на каждой ступени равновесных состояний измеряют приращение подпорного давления и его знак до перемены на противоположный.

1430524

1430524 1430524

Составитель А.Береэкина

Редактор N.Áàíäóðà Техред М.Дидык .

Корректор М.Демчик

Заказ 5311/29 Тираж 459

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4