Способ контроля устойчивости горного массива в подземных выработках

 

Изобретение относится к горному делу. Цель изобретения - повышение надежности и точности контроля, а также сокращение затрат на его проведение. В призабойной зоне на свод и стены выработки в процессе ее проходки вдоль поперечного сечения выработки наносят последовательно полосы 1 из электропроводящего, адгезионноспособного эластичного материала, например клееграфитовую смесь, с шагом H полос 1 вдоль выработки, определяемым соотношением H≤* 98A<SP POS="POST">.</SP>L<SB POS="POST">з</SB>, где α - коэффициент,зависящий от категории устойчивости пород вмещающего массива, 1≤α≤2

L<SB POS="POST">з</SB> - величина заходки при проходке выработки. К каждой полосе 1 при помощи проводов 2 подсоединяют прибор 3 и измеряют ее электрическое сопротивление. Изменение сопротивления полос 1 соответствует деформациям участков горного массива и характеризует его напряженно-деформированное состояние. При изменениях сопротивления, соответствующих предельно-допустимым величинам деформации, срабатывает устройство сигнализации, связанное с прибором 3. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) (S1)S . Е 21 С 39/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4369053/24-03 (22) 20.01.88 (46) 23.10.90. Бюл. К 39 (71) Специализированный проектноизыскательский и экспериментальноконструкторский институт Гидроспецпроект" (72) Б.М.Володин и .С.Н.Шатирян (53) 620.23.05(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N - 1082950, кл. Е 21 С 39/00, 1982. (54) СПОСОБ КОНТРОПН УСТОЙЧИВОСТИ

ГОРНОГО МАССИВА В ПО (ЗЕМНЫХ ВЬРАБОТКАХ . (57) Изобретение относится к горному делу. Цель изобретения — повышение надежности и точности контроля, а также сокращение затрат на его проведение. В призабойной зоне на свод и стены выработки в процессе ее про- ходки вдоль поперечного сечения выработки наносят последовательно поло2 сы 1 из электропроводящего, адгезионноспособного эластичного материала, например клееграфитовую смесь, с шагом Ь полос 1 вдоль выработки, определяемым соотношением h о(1, где ф — коэффициент, зависящий от категории устойчивости пород вмещающего массива, 1 с - р(2; 1, — величина заходки при проходке выработки.

К каждой полосе 1 при помощи проводов

2 подсоединяют прибор 3 и измеряют ее электрическое сопротивление. Изменение сопротивления полос 1 соответствует деформациям участков горного массива и характеризует его напряженно-деформированное состояние.

При изменениях сопротивления, соответствующих предельно допустимым величинам деформации, срабатывает устройство.сигнализации, связанное с прибором 3. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1601370

Изобретение относится к горному

:делу, в частности к методам контроля устойчивости горного массива в подземных выработках при их проходке и эксплуатации.

Цель изобретения — повышение надежности и точности контроля, а также сокращение затрат на его проведение. 10

На фиг. 1 показана выработка с рядом полос для контроля устойчивости горного массива, продольный раз,:рез; на фиг. 2 — то же, в процессе проходки, на фиг. 3 — разрез А-А на фиг. 1.

Способ контроля устойчивости горного массива в подземных выработках осуществляется следующим образом, В призабойной зоне на свод и сте- gp, :ны выработки в процессе ее проходки

lнаносят последовательно полосы 1 из

", электропроводящего, адгезионноспособ,:ного, эластичного материала, .например, клееграфитовую смесь с шагом по- 25

:лос вдоль выработки, определяемым по соотношению

L @с 1 где L — шаг полос в м; с6 — коэффициент, зависящий от 30 категории устойчивости пород вмещающего массива, 1 A 4 2

1 — величина заходки при сооружении выработки, м.

Каждую из полос 1 наносят вдоль поперечного сечения выработки.

Для пород III u IV категорий (устойчивость по СНиП П-94-80) коэффициент ф 1, а для пород I и II . категорий, К 2.

Величина заходки 1 при немеханизированном горном способе ведения работ находится в пределах 0,5-4,0 м.

Указанные пределы обусловлены безопасным раскрытием забоя без крепления, соответственно, в условиях IV-I категорий устойчивости вмещающих пород.

Ширина полос 1 при ручном нанесении их на поверхность выработки с использованием кисти составляет до

10 см, при использовании механических приспособлений, например краскопульта, ширина наносимой полосы около

20 см.

К каждой полосе 1 при помощи проводов 2 подсоединяют регистрирующии

55 прибор 3, например самописец или цифровой омметр. Сразу же после нанесения сигнальной полосы 1 и подключения к ней прибора 3 фиксируют величину омического сопротивления этой полосы и получают, таким образом, первоначальный (нулевой) отсчет. При деформациях в горном массиве в полосе

1, имеющей плотный контакт с массивом, оммическое сопротивление по сравнению с первоначальным (нулевым) отсчетом изменится, так как изменятся упругопластические свойства материала полосы. Это изменение регистрируют на приборе 3. Предварительно изменение сопротивления полос 1 соотносят с величинами деформации участков горного массива. При изменениях сопротивления, соответствующих величине предельно допустимой деформации массива, производится звуковая или световая сигнализация с помощью устройства, связанного с прибором 3.

Расположение таким образом полос

1 в процессе проходки обеспечивает создание единой измерительной сети, благодаря которой осуществляется надежный контроль за напряженно-деформированным состоянием вмещающего массива как в призабойной зоне, так и по длине проходимой выработки.

Уточнение мест проявления локальных деформаций массива в пределах полосы 1 определяют путем прозванивания полосы 1 между характерными точками, например, переломов профиля выработки.

Пример. Туннель корытообразного сечения с размерами 5х5 м располагается в горном трещиноватом массиве. Вмещающий массив относится ко

II категории устойчивости пород. Разработка забоя при проходке туннеля производится буровзрывным способом.

Бурение шпуров выполняется самоходными бурильными установками, для которых максимальная глубина бурения составляет 4,0 м.

В связи с этим принимается величина заходки 1 = 3,5 м, коэффициен; с< = 1,5 и шаг полос 1. « 1,5 3,5 — 5,25 м.

В качестве временного крепления применяют железобетонные анкеры 4 длиной 1,5 м, которые устанавливают по сетке с шагом 1,0 м.

Постоянная крепь состоит из слоя набрызгбетона 5 в сочетании с железобетонными анкерами 4.

Контроль за устойчивостью горного массива, в котором проходят выработку, 1370 с

1р 1. Способ контроля устойчивости горного массива в подземных выработках, включающий размещение на участках выработки ряда эластичных, электропроводящих полос и измерение элект15 росопротивления, по изменению которого определяют деформации соответствующих участков массива, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности и точности контроля,а также сокращения затрат на его проведение, полосы из эластичного, электропроводящего и адгезионно-способного материала наносят при проходке выработки на поверхность

25 свода и стен вдоль поперечного сечения выработки, при этом измеряют электросопротивление каждой из полос, а шаг расположения полос L вдоль выработки определяют из соотношения

30 Ь ec где 0 — коэффициент, зависящий от категории устойчивости пород, 1 К 2;

1 — величина заходки при проходке выработки. .Ь.

5 160 осуществляется как в пределах приза бойной зоны, так и по длине пройденной выработки, в результате этого создается измерительная сеть из полос 1, соединенных с прибором 3 и устройством сигнализации.

Экспериментальными проверками на опытных участках для данных инженерно- геологических условий установлена зависимость между радиальными подвижками породы и изменением оммического сопротивления клееграфитового мате- риала полосы 1. Допустимая расчетноэкспериментальная радиальная деформация (подвижка) массива равна 50 мм, что соответствует приращению оммического сопротивления сигнальной полосы до величины бб кОм. На момент бурения шпуров в забое регистрирующий прибор 3 показал сопротивление полосы 45 кОм, т.е. меньше допустимого значения. Это значит, что напряженно-деформируемое состояние вмещающего массива в призабойной зоне не вызывает опасений.

Если регистрируемое сопротивление одной из полос 1 превысит 66 кОм произойдет срабатывание (например, за счет замыкания скользящего контакта прибора 3) устройства сигнализации. Работы в этой зоне прекращаются и принимаютея меры по усилению крепи в районе данной полосы 1 .

Повьппение точности и надежности контроля достигается за счет увеличения контролируемой поверхности выработки по сравнению с локальным методом контроля деформации.

Кроме того, изобретение позволяет осуществлять контроль как в призабойной зоне при проходке выработок, так и в процессе эксплуатации подземных сооружений.

Формула и з о б р е т е н и я

2. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что полосы выполняют из клееграфитовой смеси.

1601370

Л-А

Составитель В.Тальвойш

Техред M.Õoäaíè÷ КорреКТорМ.Кучерявая

Редактор С.Патрушева

Заказ-3259 Тираж 389 Подписное

ВНИИПО Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101