Способ оценки напряженного состояния краевой части массива горных пород

 

Изобретение относится к горному делу, изобретения - повышение точности оценки. Образцы горных пород (ОГП), о-обранных из оцениваемого участка массива, испытывают в режиме запредельного нагружения с одновременной регистрацией импульсов электромагнитной (акустической) эмиссии (Э). При этом нагружают ОГП до продела прочности (JCjk и измеряют максимальную амплитуду А0 икпульсов Э. Устанаяливг,т порог чувствительности аппс эатуры, равный А. Далее нагружают ОГП за пределом прочности и cm- ределяют интенсивности I и 1 Э в диапазонах запредельных нагрузок соответственно G| (1 -0,5) -Ос и 2 (U, 5-0,3)(jCj . Значение . считают критическим. Выбирают порог чувствителътости аппаратуры для pr,icrpa- ции Э в массиве из соотношения А А 0 Л ,/Vo/ Z (r/R)3, где V, - объем предельно напряженного участка ПНУ в краевой части массива; V0 - объем ОГП; г - расстояние от ОГП до приемника Э; R - расстояние от приемника Э до ПНУ массива. Устанавливают порог чувствительности аппаратуры А и измеряют интенсивность Ig Э в массиве и 1штенсивность Im Э соответствующей естественному фоновому значению . При Ig/Iq, 14 /I 2. участок массива считают предельно напряженным. с (Л о гс 4ь Z 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU 1 2414 (51)5 Е 21 С 39/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И А ВТОРСКОМ / СЕИДЕ ЕПЬСТВУ пород, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И СПНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4642284/03 (22) 26, 01 . 89 (46) 30,01.91. Бюл. Ф 4 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела (72) В.И.Фрид, А.П.Скакун, В,M,Ïðîñêóряков и В,Г,Пушанский (53) 622,283(088,8) (56) Усаченко Б.M., Булат А,Ф,, Хохолев В.К. и др, Исследование процесса разрушения горных пород методом гистрации акустической и электромагнитной эмиссии. — В сб.: Интенси4икация процессов разрушения горных пород. Киев: Наукова думка, 1986, с. 110-11?, Петухов И.M,, FTopoa П.В. и Винокур В.П1, Предо вращение горных ударов на рудниках. М.: 1кдра, 1984, с. 72-73, 152-153. (54) СПОСОБ ОЦЕНКИ НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ,K АЕВОИ ЧАСТИ МАССИВА I OPHbE

ПОРОД (57) Изобретение относится к горному делу, irene изобретения — повышение точности оценки. Образцы горных поИзобретение зтносится к горному делу и предназначено для прогноза динамических явлений в массиве горных

2 род (ОГП) „о-обранных из опениваемого у.астка ма.=сива, испытывают в режиме запредельного нагружения с одновременной регистрацией импульсов электромагнитной (акустической) эмиссии (Э), При этом нагружают ОГП до предела прочности 5 и измеряют м".ксимальную амплитуду А0 и"пульсов Э, Устана лив;.н т порог чувствительности аппаратуры, равный А . Далее нагружают ОГП за пределом прочности и определяют интенсивности I и Т2 Э в диапазонах запредельных нагрузок соответственно Gr =(1-0,5) Q< и 5Z

= (О, 5-0, 3) (> ., Значение I, /I2 считают критическйм, Выбирают порог чувствитель- ости аппаратуры для рг астрации Э в массиве из соотношения А =

=Р,М, /V ) (т/R), где V — объем предельно на. ряженного участка ПНУ в краевой части массива; Up — объем

ОГП; r - расстояние от ОГП до приемника 3 R — расстояние от приемника

Э до ПНУ массива. Устанавливают порог чувствительности аппаратуры А и измеряют интенсивность I Э в массиВ ве и интенсивность I Э соответствующей естественному фоновому значению, При I6/I+ Ъ I< /I 2 участок миссива считают предельно напряженным, Целью изобретения является повышение точности оценки, Способ осуществляют следующим образом.

1624148

Далее выбирают порог чувствительности аппаратуры для регистрации

I электромагнитной (акустической) эмиссии горных пород в массиве иэ соотношения

А1 AO

Ч< г 3 о где Ар — максимальная амплитуда импульсов эмиссии, полученная на образце породы;

V - объем предельно напряженного

1 участка в краевой части массива;

Vo " -объем образца;

r — расстояние от образца до приемника эмиссии;

- расстояние от приемника эмиссии до предельно напряженного участка в краевой части массива, Затем устанавливают порог чувствительности аппаратуры равным значению А и измеряют интенсивность эмис1 сии I в краевой части массива и инВ 55 тенсивность эмиссии I, соответствующей естественному фоновому значению, Участок массива считают предельно напряженным» если ? р/Iq) — I q /Ig .

Перед проведением работ в условиях конкретного месторождения проводят и испытания образцов данных горных пород на одноосное сжатие в режиме эа- 5 предельного нагружения на пжесткихп прессах, При этом располагают прием. ник электромагнитной (акустической) эмиссии вблизи испытываемого образца, нагружают образец до предела прочнос- 10 ти и измеряют при этом максимальную амплитуду импульсов эмиссии. Устанавливают порог чувствительности аппаратуры, равный максимальной амплитуде импульсов эмиссии, регистрируемых 15 до предела прочности Q< образца.

Далее нагружают образец эа пределом прочности, определяя интенсивности

I < и I< эмиссии в диапазонах запредельных нагрузок соответственно Ь1 20 (I 0,5) 1 с„, и 6 (0,5-0,3) с,. Интенсивности I1 и Iz определяют как отношение количеств импульсов Ь 1 н

N, зарегистрированных за интервалы времени Т и Т, соответствующие вре- 25 мени нагружения в диапазонах С и к величинам этих интервалов, Значение отношения I1/I считают кри2 тическим, 1

В качестве конкретного примера реализации способа рассмотрим его использование для оценки напряженного состояния выработок откаточного горизонта.Кировского рудника ПО "Апатит" °

Перед проведением работ по оценке напряженного состояния краевой части массива быпи проведены испытания образцов горных пород этого месторождения на "жестком" прессе. При этом приемник электромагнитной эмиссии (ЭМЭ) располагали непосредственно около образца. Эти испытания показа" ли что максимальная амплитуда 3М3 в диапазоне нагрузок до предела прочности Ар=0,5 В/м. Это значение было принято в качестве порога чувствительности аппаратуры. Нагружение образцов горных пород эа пределом прочности показало, что в диапазоне нагрузок (0,3-0,5)Q количество импульсов ЭМЭ ХАМ=130 имп.при времени нагружения Т =7 мин, а в диапазоне (1-0,5) G, — N1=520 имп. при Т

=10 мин, Велччина критического знаN1 .N I1 520 130» чения (--) / (- -) — — -/" — = 3, РасТС ТЕ Т-2 )0 7 чет необходимой чувствительности аппаратуры бып проведен для объема эоны предельно напряженных пород

V1=О,5 м, расстояния от приемника

ЭМЭ до нее 2=2 и, объема образца Ч =

=1,89"10 и и расстояния от него до приемника ЭИЭ r=l,5. 10 м, Расчет показал, что необходимый порог чувствительности аппаратуры А 1 =

= 22 мк Вlм.

При регистрации интенсивности ЭМЭ в горных выработках иа этом пороге чувствительности аппаратуры быпо зафиксировано, что участки повышенной напряженности характеризовались интенсивностью излучения I> 215 имп./с при уровне естественного фона I -=

70 имп./с.

Отношение Хр/I 3,1, что свиде тельствует о предельно напряженном состоянии данных участков.

Предлагаемый способ позволяет повысить точность оценки состояния массива гориык пород эа счет обоснованного выбора порога чувствительности аппаратуры и критического значения интенсивности импульсов эмиссии.

5 162

Формула изобретения

А А ° (— -) 1 0 Ч R ) где А максимальная амплитуда импульсов эмиссии, полученная на образце породы; объем предельно напряженного участка в краевой части массива: объем образца; расстояние от образца до приемника эмиссии; расстояние от приемника эмиссии до предельно напряженно» го участка в краевой части массива.

20 V, Ча

Составитель К.Лыков

Техред И.Дидык

Редактор А.Лемнина

Корректор С.Черни

Заказ 175 Тирам Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

Способ оценки напряженного состояния краевой части массива горных пород, включающий выбор порога чувствительности аппаратуры для регистрации электромагнитной (акустической) эмиссии горных пород в массиве, регистрацию электромагнитной (акустической) эмиссии при выбранном лороге, измерение интенсивности эмиссии в краевой части массива, .определение интенсивности эмиссии, соответствующей естественному фоновому значению, и оценку предельного напряженного состояния краевой части массива путем сравнения отношения данных интенсивностей с критическим значением, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности оценки, определение критического значения отношения интенсивностей и выбор порога чувствительности аппаратуры осуществляют по результатам испытания образцов горных пород в режиме запредельного нагружения, при этом предварительно определяют максимальную амплитуду импульсов эмиссии регистрируемых

4148 6 до предела прочности образцов w устанавливают равный ей порог чувствительности аппаратуры, затем определяют,. при данном пороге интенсивности I

5 и Е эмиссии в диапазонах запредельных нагрузок соответственно(р

-(1-"0,5)(эс„ и е -(0,5-0 ° 3) ()с,„ и отношение Е/I считают критическим> а порог чувствительности аппаратуры для регистрации электромагнитной (акустической) эмиссии горных пород в массиве выбирают из соотношения