RU2000433C1

RU2000433C1 - Method for determination of stresses on large bases in underground mining of ore bodies

Info

Publication number: RU2000433C1
Authority: RU
Inventors: Борис Валентинович Шрепп; Андрей Андреевич Еременко; Евгений Михайлович Кожевников; Галина Витальевна Кузнецова
Original assignee: Восточный научно-исследовательский горнорудный институт
Priority date: 1991-03-25
Filing date: 1991-03-25
Publication date: 1993-09-07

Abstract

Использование: контроль напр женного состо ни массива горных пород. Сущность изобретени : в глубине массива закладывают реперные линии. Реперы размещают в скважинах, пробуренных из выработки в двух взаимно перпендикул рных направлени х. Одно из направлений выбирают параллельно образующей выработанного пространства.а другое-no нормали к ней. Периодически измер ют деформации массива. С учетом модул деформаций пород определ ют действующие напр жени . 2 ил.Use: monitoring the stress state of a rock mass. SUMMARY OF THE INVENTION: In the depths of the array, reference lines are laid. Benchmarks are placed in wells drilled from a well in two mutually perpendicular directions. One of the directions is chosen in parallel with the generatrix of the worked out space, and the other is no normal to it. Arrays are periodically measured. Based on the rock deformation modulus, the effective stresses are determined. 2 ill.

Description

Изобретение относитс к горной промышленности , в частности к способам определени напр жений, и может быть использовано дл определени напр жений на больших базах.The invention relates to the mining industry, in particular to methods for determining stresses, and can be used to determine stresses at large bases.

Известен способ определени напр жений на больших базах в зоне вли ни провала от подземных горных работA known method of determining stresses at large bases in the zone of influence of the failure from underground mining

В основе указанного способа лежит измерение горизонтальных деформаций земной поверхности по продольным лини м, заложенным дл наблюдени за сдвижением горных пород при подземной разработке. На основании полученных данных определ ют величину и направление напр жений в массиве. Способ примен етс на интенсивно эксплуатируемых месторождени х.The basis of this method is the measurement of horizontal deformations of the earth's surface along longitudinal lines laid down to observe the movement of rocks during underground mining. Based on the data obtained, the magnitude and direction of the stresses in the array are determined. The method is used in intensively exploited fields.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту вл етс способ определени величины и характера раг.прос.ранени деформаций вглубь массиваClosest to the proposed technical essence and the achieved effect is a method for determining the magnitude and nature of the group of questions.

Способ заключаетс в установке репер- ных линий в скважины, пробуренные в глубине массива, в зоне вли ни очистных работ, периодическом измерении приращений деформаций по реперам после разгрузки массива в результате обрушени , определении модул деформаций пород и расчете приращени напр жений.The method consists in installing reference lines in wells drilled in the depths of the massif in the zone of influence of treatment works, periodically measuring the strain increments by benchmarks after unloading the mass as a result of collapse, determining the rock strain modulus and calculating the stress increment.

Основным недостатком способа вл етс невысока информативность, точность и достоверность измерений из-за отсутстви учета геометрии выработанного пространства , оказывающего вли ние на характер деформировани участка массива.The main disadvantage of this method is the low information content, accuracy and reliability of measurements due to the lack of consideration of the geometry of the worked out space, which affects the deformation of the array section.

Целью изобретени вл етс повышение точности измерений.The aim of the invention is to improve the accuracy of measurements.

Поставленна цель достигаетс тем. что в способе определени напр жений на больших базах при подземной отработке рудных тел, основанном на заложении репер- ных линий в двух взаимоперпендикул рных направлени х периодическом измеренииThe goal is achieved. that in the method of determining stresses at large bases in underground mining of ore bodies, based on laying reference lines in two mutually perpendicular directions of periodic measurement

соwith

сwith

N) ОN) Oh

О ABOUT

оabout

CJ CJCj cj

оabout

деформаций пород, определении модул деформаций и напр жений в массиве по полученным данным, реперные линии размещают в скважинах, пробуренных соответственно параллельно образующей выработанного пространства и по нормали к ней.deformations of rocks, determining the modulus of deformations and stresses in the massif according to the obtained data, reference lines are placed in wells drilled respectively parallel to the mined-out space and normal to it.

Предлагаемый способ отличаетс совокупностью новых признаков, учитывающих геометрию выработанного пространства, основанных на размещении реперных линий в скважинах, пробуренных соответственно параллельно образующей выработанного пространства и по нормали к ней, которые ведут к повышению точности исследований.The proposed method is characterized by a combination of new features that take into account the geometry of the mined space, based on the placement of reference lines in the wells drilled respectively parallel to the generatrix of the mined space and normal to it, which lead to an increase in the accuracy of research.

В результате анализа известных технических решений, касающихс способов определени напр жений на больших базах, не вы влено решений, аналогичных за вл емому . Существующие способы требуют дополнительных затрат на проведение выработок, а измерение напр жений возможно провести только на контуре выработок с помощью установленных реперов.As a result of the analysis of known technical solutions regarding methods for determining voltages at large bases, no solutions are found that are similar to the claimed ones. Existing methods require additional costs for mine workings, and voltage measurement can only be carried out on the mine circuit using established benchmarks.

На фиг.1 и 2 представлены схемы размещени реперных линий в скважинах, пробуренных соответственно параллельно образующей выработанного пространства и по нормали к ней.Figures 1 and 2 show the layout of reference lines in wells drilled respectively parallel to the generatrix of the mined space and normal to it.

Способ определени напр жений на больших базах осуществл етс следующим образом.The method for determining voltages at large bases is as follows.

В направлении вкрест простирани рудных тел по нормали к выработанному пространству 1 (при горизонтальных реперных лини х) из выработок 2 (фиг.1) бур т соосные скважины 3 в каждую сторону (например , станком НКР-100М, диаметром 105 мм и глубиной до 90м), в которых на определенной глубине от усть скважин (или выработанного пространства) закрепл ют репера 4 с помощью специальных распорных замков 5: по 3-4 жестких репера, полученных свинчиванием штанг, диаметром 10-12 мм и длиной по 15 м.In the direction of crosswise, the ore bodies extend along the normal to the mined-out space 1 (with horizontal reference lines) from the workings 2 (Fig. 1), coaxial wells 3 are drilled in each direction (for example, with the NKR-100M machine, with a diameter of 105 mm and a depth of up to 90 m ), in which at a certain depth from the mouth of the wells (or the worked-out space), a reference point 4 is fixed using special spacer locks 5: 3-4 hard frames, obtained by screwing up rods, with a diameter of 10-12 mm and a length of 15 m.

Расположение реперных линий в скважинах , пробуренных по нормали к выработанному пространству 1, обеспечивает более точную оценку смещени слоев 6 деформируемого граничного массива соответствующими реперами на базе измерени (см.фиг.1), позвол ет оценивать его напр женно-деформированное состо ние и зоны опорного давлени во вмещающих породах.The location of the reference lines in the wells drilled normal to the worked-out space 1 provides a more accurate estimate of the displacement of the layers 6 of the deformable boundary array by the corresponding benchmarks on the basis of the measurement (see figure 1), allows us to evaluate its stress-strain state and the zones of the reference pressure in the host rocks.

Вертикальные реперные линии 7 (фиг.2) закладывают в скважины, пробуренные параллельно образующей 8 выработанного пространства, что позвол ет более точно на посто нном по толщине слое с учетом геометрии выемки измер ть деформации участка массива в данной ппоскосли.Vertical reference lines 7 (Fig. 2) are laid in wells drilled parallel to the generatrix 8 of the worked-out space, which makes it possible to more accurately measure the deformations of an array section in a given cross-section taking into account the geometry of the recess.

Смещени (деформации) относительно опорных (ROI-RCM) и рабочих (Ri-Ra) реперов измер ют специальной маркшейдерской рулеткой с посто нным нат жением ленты.Displacements (deformations) relative to the reference (ROI-RCM) and working (Ri-Ra) benchmarks are measured with a special surveying tape measure with a constant belt tension.

Максимальна база измерени (между опорным ROI и наиболее удаленным рабочим репером RI) достигает 160-180м.The maximum measurement base (between the reference ROI and the most remote working reference RI) reaches 160-180m.

По отобрачным кернам пересекаемых скважинами пород определ ют их коэффициенты крепости, а затем по графикам К.Л.Тер-Микаел на с учетом крепости пород наход т их модуль деформации. Средневзвешенный модуль деформации в направлении измерени получают суммированием соответственно умноженных модулей деформации пород на их мощности с последующим делением на соответствующую базу измерени (суммарную мощность пресекаемых пород).From the selected cores of the rocks crossed by the wells, their strength coefficients are determined, and then, according to the graphs of K.L. Ter-Mikael, their deformation modulus is found taking into account the rock strength. The weighted average strain modulus in the direction of measurement is obtained by summing the respectively multiplied rock deformation moduli by their power, followed by dividing by the appropriate measurement base (total power of the suppressed rocks).

Име результаты измерени деформаций по глубинным реперам (за счет периодических измерений, например, через 1,5 мес ца) и зна средневзвешенный модуль деформации массива, можно измер ть приращени напр жений ( Да) на больших базах .Having the results of measuring deformations in deep benchmarks (due to periodic measurements, for example, after 1.5 months) and knowing the weighted average modulus of deformation of the array, it is possible to measure stress increments (Yes) at large bases.

Дл оценки изменени величины действующих напр жений во времени при отработке блоков в методе измерени To assess the change in the magnitude of the effective stresses in time during the development of blocks in the measurement method

приращени напр жений ( Да) на больших базах в варианте использовани станций жестких глубинных реперов необходимо знать уровень абсолютных напр жений ((7Х), действующих вкрест простирани наincrements of stresses (Yes) at large bases in the variant of using stations of hard depth reference points, it is necessary to know the level of absolute stresses ((7X), acting across

данной глубине, т.е. а ах 4- Да МПа.given depth, i.e. ah 4- Yes MPa.

Данный способ определени напр жений на больших базах с помощью станций глубинных реперов осуществл етс на Таш- тагольском руднике - НПО Сибруда, наThis method of determining stresses at large bases using deep bench stations is carried out at the Tashtagolsky mine - NPO Sibruda, at

гор. -280 м, где из сборного вентил ционного штрека (вис чий бок месторождени ) пробурены соосные скважины на глубину 70 и 80 м. В этих скважинах оборудовано по четыре жестких глубинных репера.mountains -280 m, where coaxial wells were drilled to a depth of 70 and 80 m from a prefabricated ventilation drift (the hanging side of the field). Four hard depth reference points were equipped in these wells.

На этом же горизонте - 280 м в орте 17 оборудована станци глубинных реперов в вертикальной плоскости, под днищем разрезного блока № 17 ( этаж - 280-210м). Из орта N; 17 пробурены соосные скважиныOn the same horizon - 280 m in Orth 17, a deep bench station was equipped in a vertical plane, under the bottom of the split block No. 17 (floor - 280-210m). From orth N; 17 drilled coaxial wells

вверх, на глубину 8 м,вниз на 60 м.up, to a depth of 8 m, down to 60 m.

Измерени провод тс согласно пор дку , указанному в описании, и позвол ют по сравнению с базовым вариантом примерно в 3 раза снизить трудоемкость оценки напр женно-деформированного состо ни горных пород, повысить его эффективность за счет повышени информативности точности проводимых измеренийMeasurements are carried out in accordance with the order specified in the description and allow, as compared with the basic version, to reduce the laboriousness of assessing the stress-strain state of rocks by about 3 times and increase its efficiency by increasing the information content of the accuracy of measurements

Claims

SUMMARY OF THE INVENTION A method for determining stresses at large bases in underground mining of ore bodies. including laying of reference lines in two mutually perpendicular directions, periodic measurement of rock deformations, determination of the modulus

deformations and stresses in the array according to the data obtained, characterized in that, in order to increase the accuracy of measurements, reference lines are placed in well /, drilled respectively parallel to the generatrix of the worked-out space and normal to whose.

Fig. /

t // / l /// /// ///

--j