Способ определения прочности горной породы

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Саюз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 270781 (21) 3324777/22-03 (И) М.КВ. с присоединением заявки М

Е 21 С 39/00

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открытий (23) Приоритет (%3) УДК 622. 289 (088. 8) Опубликовано 23.01.83. Бюллетень Ио 3

Дата опубликования описания 230183. 4 /

М.П. Зборщик, В.В. Наэимко и Н.И. Бо даренко т* (72) Авторы иэобрвтеиия

Донецкий ордена Трудового Красного политехнический институт (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОЧНОСТИ ГОРНОЙ

ПОРОДЦ

Изобретение относится к горному делу и предназначено для построения паспорта прочности горной породы.

Известен способ определения прочности горной породы на одноосное сжатие, включающий нагружение образца горной породы и регистрацию параметров акустической эмиссии 11.

Недостаток этого способа заключается в том, что определяют лишь один параметр прочности породы, — предел на одноосное сжатие; который не может характеризовать ее в сложнонапряжеином состоянии.

Известен способ определения прочности массива, включающий нагружение породного обнажения при помощи штампа, измерение усилия нагружения и регистрацию параметров акустической эмиссии (2).

Недостатком известного способа является то, что он не учитывает зависимость параметров акустической эмиссии от скорости нагружения и не позволяет определять прочность различных пород, отличающихся структурой.

Целью изобретения является повышение точности измерений.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу, включающему нагруженне породного обнажения при помощи штампа, измерение усилия нагружения и регистрацию параметров акустической эмиссии, параметры акустической эмиссии регистрируют при постоянной скорости деформирования g порода, определяют отношение мощности акустической эмиссии к усилию нагружения, по величине которого судят о коэффициенте сцепления, и эффективную.частоту акустического сигнала, по которой судят об угле внутреннего трения породы.

На фиг. 1 изображена схема испытаний; на фиг. 2 — типичный вид акустической характеристики, на фиг. 3

2О и 4 - графики- зависимости сцетотения породы от интенсивности акустической эмиссии и угла внутреннего трения от эффективной частоты акустического сигнала.

Способ осуществляют следукндим об-. разом.

На поверхность 1 породного обнажения устанавливают индентор 2 круглого сечения, имеющего диаметр, d " 100, где а - характерный размер структур" ных зерен, из которых состоит порода, 991048

X.Х j ЗЧ1 ЕЩ

umento акустических сцгнало5

К индентору 2 прикладывают силу Р от . нагрузочного устройства (не показано). При этом величину силы постоянно фиксируют силоизмерителем (не показан). усилне Р регулируют так, чтобы поддерживать скорость деформации 5 поверхности 1 постоянной и равной

0,03 мм/с. Контроль за постоянством скорости ведут с помощью чувствительного индикатора 3 деформаций. В.процессе деформирования поверхности 1 из-10 меряют с помощью пьезоэректрического датчика 4 акустическую эмиссию породы.

На графике (фиг. 2) приведено количество акустической энергии с», выделяемое в единицу времени (акустическая мощность), и акустическая мощность, отнесенная к уровню напряжения (интенсивность) в зависимости от частоты колебаний.

Суммарную мощность или интенсив- . ность подсчитывают как площадь, ограниченную графиком.

Эффективную частоту определяют как средневзвешенную по формуле где „ и й; - средняя частота и интенсивность акустических колебаний на фикси. рованном частотном диапазоне.

Перед провЕдением массовых испытаний целесообразно провести тариров- З5 ку прибрров с целью устранения искажений от различных конструктивных особенностей этих приборов. Для этого выбуривают крен . из пород разной крепости и разных составов,из- 40 готавливают образцы со строго параллельными поверхностями и испытывают пределы их прочности при одноосном сжатии и растяжении на прессе в .лаборатории. Одновременно в шахтных ус- 45 ловиях на обнажении этих же пород снимают акустическую эмиссию при вдавливании индентора, затем определяют интенсивность W и эффективную частоту f эмиссии. По результатам лабораторных испытаний строят паспорта прочности пород и определяют величины сцепления С и углов внутреннего трения .ф . После этого строят тарированные зависимости результатов лабораторных и.шахтных испытаний, т.е. зависимость С от % и Ч ото . В дальнейшем испытания проводят только в шахтных условиях, а С и »» определяют по тарировочным зависимостям.

Применение данного способа позволит повысить точность определения паспорта прочности горных пород и упростить работы при проведении испытаний.

Формула изобретения

Способ определения прочности горной породы, включающий нагружение

» породного обнажения при помощи штампа, измерение усилия нагружения и регистрацию параметров акустической эмиссии, о т л и ч а И шийся тем, что, с целью повышения точности измерений, параметры акустической эмиссии регистрируют при постоянной скорости деформиро- вания породы, определяют отношение мощности акустической эмиссии к уси— лию нагружения, по величине которого судят о коэффициенте сцепления,и эффективную частоту акустического сигнала, по которой судят об угле внутреннего трения породы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. "Разработка месторождений полезных ископаемых", 1980, В 57, с.33.

2. авторское свидетельство СССР

В 789739, кл; С 01 N 29/04, 1978.

991048

602

f0 у граЮ

С,ИПа

ЮО0 8F у. к . ФиаФ

Составитель Л.Березкина

Редактор A,Øèøêèíà Техред A.йч Корректор Е.Рошко .

Заказ 88/48 Тираж 601 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

ЮЮ ФЮ 2ЙЮ

ФюаE.

О,И . 0.0г ап w, Вт)нпа 0

Фиг.8 и Вт Ийа

О03