Claims (3)
1. Verfahren zur Spannungsmessung im elasto-plastischen Gebirge, bei dem untertage in den betreffenden Bereich vorzugsweise söhlige Bohrlöcher gestoßen werden, in denrn danach auf die Bohrlochwandung ein hydraulischer Druck aufgebracht wird, gekennzeichnet dadurch, daß gegenüberliegend auf zwei gleichgroße Flächen in bekannter Lage in wenigen Sekunden mit. hydraulischen Mitteln ein Flächondruck aufgebracht wird, der mindestens ca. 10% über der zu erwartenden Gebirgsspannung liegt, danach ein geschlossenes hydraulisches System gebildet wird, wobei ein Absinken der Druckabfallgeschwindigkeit nach ca. einer Stunde gegen O eine zur herrschenden Gebirgsspannung richtig gewählte belastete Fläche anzeigt, und nach mehreren Tagen der Hydraulikdruck der Gebirgsspannung in der untersuchten Richtung entspricht.1. A method for measuring stress in the elasto-plastic mountain range, in which underground holes are preferably encountered in the area concerned, in which thereafter a hydraulic pressure is applied to the borehole wall, characterized in that opposite to two equal areas in a known position in a few Seconds with. Hydraulic means a surface pressure is applied, which is at least about 10% above the expected rock tension, then a closed hydraulic system is formed, with a drop in the pressure drop rate after about one hour against O indicates a correctly selected to the prevailing mountain tension loaded area, and after several days the hydraulic pressure corresponds to the rock tension in the direction examined.
2. Vorrichtung zur Spannungsmessung im elasto-plastischen Gebirge, bestehend aus einem bohrlochgängigen Grundkörper, in dem auf die Bohrlochwandung einwirkende Druckkörper eingepaßt sind, gekennzeichnet dadurch, daß der Grundkörper (2) eine durchgehende zum Bohrloch (1) radiale Querbohrung (3) aufweist, in die nach jeder Seite ein stiftförmiger Kolben (4) eingepaßt ist, dessen nach der Bohrlochwandung gerichtete Seite der Wölbung des Bohrloches (1) entspricht, und in dem Grundkörper (2) eine bis zur Querbohrung (3) reichende axiale Bohrung (5) vorgesehen ist.2. A device for measuring stress in the elasto-plastic mountains, consisting of a borehole basic body, are fitted in the pressure acting on the borehole wall pressure body, characterized in that the base body (2) has a continuous to the borehole (1) radial transverse bore (3), in which a pin-shaped piston (4) is fitted after each side, whose side facing the borehole wall corresponds to the curvature of the borehole (1), and in the base body (2) to the transverse bore (3) reaching axial bore (5) provided is.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet dadurch, daß ein Grundkörper (10) vorgesehen ist, der mehrere Querbohrungen (3) mit verschiedenen Druckmessern aufweist und von diesen jeweils ein Kanal (11) abgeht, dem sich jeweils eine Druckzuleitung (6) anschließt.3. Apparatus according to claim 2, characterized in that a base body (10) is provided which has a plurality of transverse bores (3) with different pressure gauges and from each of which a channel (11) goes off, which in each case is followed by a pressure supply line (6).
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Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Spannungsmessung im elasto-plastischen Gebirge unter der Nutzung vorhandener Grubenbaue zu deren sicherheitlichen Bewertung.The invention relates to a method and a device for measuring voltage in the elasto-plastic mountain range using existing mine workings for their safety assessment.
Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art
Es sind Lösungen bekannt, bei denen weitgehend richtungsorientiert mit einer Sonde ein hydraulischer Druck auf eine Bohrlochwandung aufgebracht wird. Nach einer vorgegebenen Zeit entspricht die herrschende Gebirgsspannung unter Beachtung eines Korrekturfaktors dem hydraulischen Druck. Die Genauigkeit derartiger Messungen ist jedoch sehr gering, da u.a. auch die Eigenspannung des z.B. bei dem DD WP 268023 verwendeten Druckkissens mit in die Messung eingeht. Eine bessere Lösung ist aus der US PS 4 596151 bekannt. Nachteilig ist hier, daß die Kolbenfläche des Druckfühlers von der Druckübertragungsfläche abweicht und eine gleichgroße Anlage beider Flächen insbesondere im Bergbau nicht gewährleistet ist. Die Messung hoher Spannungen erfordert weiter bedingt durch das Flächenverhältnis sehr hohe, schwer realisierbare hydraulische Drücke. ,Solutions are known in which largely directionally oriented with a probe, a hydraulic pressure is applied to a borehole wall. After a given time, the prevailing mountain voltage, taking into account a correction factor, corresponds to the hydraulic pressure. However, the accuracy of such measurements is very low, as i.a. also the residual stress of e.g. in the case of the DD WP 268023 used pressure pad is included in the measurement. A better solution is known from US Pat. No. 4,596,151. The disadvantage here is that the piston surface of the pressure sensor deviates from the pressure transmitting surface and an equal system of both surfaces is not guaranteed, especially in mining. The measurement of high voltages further requires due to the area ratio very high, difficult to realize hydraulic pressures. .
Ziel der ErfindungObject of the invention
Die Erfindung hat das Ziel, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu entwickeln, die es gestatten, mit einfachen Mitteln und hoher Genauigkeit im elasto-plastischen Gebirge Spannungen zu messen, um daraus Maßnahmen zur Erhöhung der Bergbausicherheit abzuleiten.The object of the invention is to develop a method and a device which make it possible to measure stresses in the elasto-plastic mountain range with simple means and with high accuracy in order to deduce measures for increasing the safety of mining.
Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu entwickeln, die auf direktem Wege die herrschende Gebirgsspannung und deren Veränderungen in einer Richtung erfassen und anzeigen. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Verfahren gelöst, bei dem durch einen hydraulischen Druck, der mindestens ca. 10% über der zu erwartenden Gebirgsspannung liegt, radial jeweils die gleichgroßen Flächen zweier gegenüberliegender Kolben an die Wandung eines Bohrloches gepreßt werden. Wesentlich ist dabei, daß die Kolben an der Bohrlochwandung eine plastische Verformung erzeugen. Die üruckaufgabe erfolgt in wenigen Sekunden, und die Druckabfallgeschwindigkeit geht bei richtig gewählter Kolbenfläche nach ca. 1 Stunde gegen 0 zurück. Nach mehreren Tagen entspricht die Gebirgsspannung in der Kolbenrichtung dem ablesbaren hydraulischen Druck, wobei sofort nach der Druckaufgabe das hydraulische System geschlossen wird. Zur Erleichterung der richtigen Wahl der Kolbendurchmesser sind in einer weiteren Ausführungsform mehrere Kolben mit unterschiedlichen Querschnittsflächen angeordnet.The invention has for its object to develop a method and an apparatus that detect and display the prevailing mountain voltage and their changes in one direction directly. According to the invention the object is achieved by a method in which by a hydraulic pressure which is at least about 10% above the expected rock tension, radially each equal in size surfaces of two opposing pistons are pressed against the wall of a wellbore. It is essential that the pistons produce a plastic deformation on the borehole wall. The üruckaufgabe takes place in a few seconds, and the pressure drop rate goes back to 0 after about 1 hour with properly selected piston area. After several days, the rock tension in the piston direction corresponds to the readable hydraulic pressure, and immediately after the pressure is applied, the hydraulic system is closed. In order to facilitate the correct choice of the piston diameter, a plurality of pistons with different cross-sectional areas are arranged in a further embodiment.