RU2029085C1 - Method for determination of directions of action of principal normal stresses under conditions of volumetric state of stress of rock mass - Google Patents
Method for determination of directions of action of principal normal stresses under conditions of volumetric state of stress of rock mass Download PDFInfo
- Publication number
- RU2029085C1 RU2029085C1 SU5042558A RU2029085C1 RU 2029085 C1 RU2029085 C1 RU 2029085C1 SU 5042558 A SU5042558 A SU 5042558A RU 2029085 C1 RU2029085 C1 RU 2029085C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- action
- directions
- array
- wells
- waves
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к ультразвуковым способам определения напряженно-деформированного состояния массива горных пород и может быть использовано для определения направлений действия главных напряжений в горном массиве на участках, представленных породами относительно однородного строения. The invention relates to ultrasonic methods for determining the stress-strain state of a rock mass and can be used to determine the directions of action of the main stresses in the rock mass in areas represented by rocks of a relatively uniform structure.
Известен способ определения направлений действия главных напряжений в массиве горных пород, включающий размещение источника и приемников упругих колебаний в выработке горного массива, возбуждение упругих колебаний взрывом или механическим ударом, измерение скоростей распространения поперечных волн и их сравнение между собой. Источник и приемники упругих колебаний располагают в плоскости осей действия изучаемых главных напряжений и измеряют скорости распространения волн, поляризованных перпендикулярно плоскости осей действия главных напряжений. Результаты измерений наносят на график с осями скорость-азимут распространения волн и по характерным особенностям индикатрисы выделяют направление действия главных напряжений в массиве [1]. There is a method of determining the directions of action of the main stresses in a rock mass, including the placement of the source and receivers of elastic vibrations in the development of the rock mass, the excitation of elastic vibrations by an explosion or mechanical shock, measurement of shear wave propagation velocities and their comparison. The source and receivers of elastic vibrations are placed in the plane of the axes of action of the studied principal stresses and the velocities of the propagation of waves polarized perpendicular to the plane of the axes of action of the principal stresses are measured. The measurement results are plotted with the velocity-azimuth axes of the wave propagation and, according to the characteristic features of the indicatrix, highlight the direction of action of the main stresses in the array [1].
Недостаток указанного способа - низкая точность, связанная с индификацией поперечных волн, анализом волновых картин и определением положения азимута осей максимальных и минимальных скоростей в массиве горных пород. Низкая точность определения обусловлена также тем, что измерения проводят по отношению к одной плоскости, приемники сейсмических волн располагают на неравном расстоянии от источника. Азимут линии источник-приемник выбирают А1 = 45о, А2 = 90о, А3 = 180о. Низкая точность определений связана с тем, что в массиве горных пород при действующих напряжений 10 - 30 МПа изменение скорости поперечной волны с ростом напряжений значительно меньше, чем для продольной волны.The disadvantage of this method is the low accuracy associated with the identification of shear waves, analysis of wave patterns and determining the position of the azimuth of the axes of the maximum and minimum speeds in the rock mass. The low accuracy of the determination is also due to the fact that the measurements are carried out with respect to one plane, the seismic wave receivers are located at an unequal distance from the source. The azimuth of the source-receiver line is chosen A 1 = 45 about , A 2 = 90 about , A 3 = 180 about . The low accuracy of the determination is due to the fact that in a rock mass at operating stresses of 10-30 MPa, the change in the shear wave velocity with increasing stress is much less than for a longitudinal wave.
Известен принятый за прототип способ определения направлений действия главных нормальных напряжений в массиве, заключающийся в том, что в массиве горных пород с поверхности выработки в трех ортогональных плоскостях бурят три параллельных шпура по схеме прямоугольной розетки скоростей, в них размещают датчики ультразвуковых волн, определяют скорости распространения продольных волн между каждой парой датчиков и по максимальным и минимальным значениям скоростей определяют ориентацию эллипса скоростной анизотропии. Направление длинной оси эллипса совпадает с направлением максимального нормального напряжения. Построение параметров индикатрис скоростей распространения упругих волн в трех ортогональных плоскостях позволяет определить направления действия главных напряжений в массиве [2]. A known method adopted for the prototype is to determine the directions of action of the main normal stresses in the massif, consisting in the fact that three parallel boreholes are drilled from three orthogonal planes in a rock massif according to the rectangular velocity rosette pattern, ultrasonic wave sensors are placed in them, and propagation velocities are determined longitudinal waves between each pair of sensors and the maximum and minimum velocity values determine the orientation of the velocity anisotropy ellipse. The direction of the long axis of the ellipse coincides with the direction of the maximum normal stress. The construction of indicatrix parameters of elastic wave propagation velocities in three orthogonal planes allows one to determine the directions of action of the main stresses in the array [2].
Однако указанный способ обладает низкой точностью определения направлений действия главных напряжений в массиве, связанной с погрешностями определе- ний параметров индикатрис в соответствующих координатных плоскостях, особенно в породах, в которых скорости с увеличением напряжений изменяются всего на 10-15 %. Погрешности определения направлений действия главных напряжений данным способом могут достигать 20 и более градусов. However, this method has low accuracy in determining the directions of action of the main stresses in the array, associated with errors in determining the indicatrix parameters in the corresponding coordinate planes, especially in rocks in which the velocities change with an increase in stresses by only 10-15%. Errors in determining the directions of action of the main stresses in this way can reach 20 or more degrees.
Цель изобретения - создание способа, который позволяет повысить точность определения направлений действия главных нормальных напряжений в массиве горных пород. The purpose of the invention is the creation of a method that improves the accuracy of determining the directions of action of the main normal stresses in the rock mass.
Указанная цель достигается тем, что в способе, включающем бурение в массиве в трех ортогональных плоскостях трех кустов из трех параллельных скважин, размещение в скважинах источников и приемников упругих колебаний и измерительных устройств, возбуждение упругих волн и определение скорости распространения продольных волн между скважинами, скважины бурят по вершинам равностороннего треугольника, одну из сторон, в котором принимают за начальное нулевое направление. Измеряют время прохождения продольных волн в межскважинном пространстве в каждом кусте скважин в точках измерений, расположенных на равном расстоянии от точки стояния бурового станка. Вычисляют направления действия максимальных нормальных напряжений в трех ортогональных плоскостях. Определяют направления действия главных нормальных напряжений в условиях объемного напряженного состояния массива. This goal is achieved by the fact that in the method, including drilling in an array in three orthogonal planes of three clusters of three parallel wells, placing in the wells sources and receivers of elastic vibrations and measuring devices, exciting elastic waves and determining the propagation velocity of longitudinal waves between the wells, the wells are drilled along the vertices of an equilateral triangle, one of the sides in which they take for the initial zero direction. The propagation time of longitudinal waves in the interwell space in each well cluster is measured at measurement points located at an equal distance from the standing point of the drilling rig. The directions of action of the maximum normal stresses in three orthogonal planes are calculated. The directions of action of the main normal stresses in the conditions of the bulk stress state of the array are determined.
Сопоставительный анализ предполагаемого способа с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается от известных тем, что скважины бурят по вершинам равностороннего треугольника, одну из сторон в котором принимают за начальное нулевое направление. При этом обеспечива- ются равные базы измерений между скважинами и равные углы между направлениями измерений, равные 60о, т.е. обеспе- чивается равносторонняя схема измерений.A comparative analysis of the proposed method with the prototype shows that the inventive method differs from the known ones in that the wells are drilled along the vertices of an equilateral triangle, one of the sides of which is taken as the initial zero direction. Thus is ensured comprehensive measurements are equal between the wells and the equal angles between the directions of measurement equal to 60, i.e., an equilateral measurement scheme is provided.
В каждой точке измерения в местах установки измерительных устройств измеряют время прохождения упругих волн в межскважинном пространстве. Направления действия нормальных напряжений в массиве относительно однородных пород определяют по изменению времени прохождения упругих волн в межскважинном пространстве. Основной причиной изменения времени прохождения упругих волн в межскважинном пространстве являются деформации, возникающие в результате закрытия пор и уплотнения микротрещин, что приводит к увеличению плотности породы. Степень закрытия пор и микротрещин зависит от их ориентировки по отношению к действующим нормальным напряжениям в массиве. Наибольший эффект закрытия наблюдается для пор и трещин, ориентированных в направлении действия максимального нормального напряжения в массиве. В этом же направлении наблюдается максимальное увеличение плотности породы и соответственно наибольшее уменьшение времени прохождения продольной волны. Наименьшее закрытие наблюдается для пор и трещин, ориентиро- ванных в направлении действия минимального нормального напряжения в массиве и соответственно в этом направлении наблюдается наибольшее время прохождения продольной волны. At each measurement point at the installation sites of the measuring devices, the transit time of the elastic waves in the interwell space is measured. The directions of action of normal stresses in an array of relatively homogeneous rocks are determined by the change in the transit time of elastic waves in the interwell space. The main reason for the change in the transit time of elastic waves in the interwell space is the deformation resulting from the closure of pores and the compaction of microcracks, which leads to an increase in rock density. The degree of closure of pores and microcracks depends on their orientation with respect to current normal stresses in the massif. The greatest closing effect is observed for pores and cracks oriented in the direction of the maximum normal stress in the mass. In the same direction, there is a maximum increase in rock density and, accordingly, the largest decrease in the propagation time of a longitudinal wave. The smallest closure is observed for pores and cracks oriented in the direction of the minimum normal stress in the array and, accordingly, the longest propagation time of the longitudinal wave is observed in this direction.
Таким образом, изменение времени распространения упругих волн в каком-либо направлении зависит от изменения деформации (напряжений) в этом направ- лении, т.е. Δtφ=Δεφ˙K.Thus, a change in the propagation time of elastic waves in any direction depends on a change in deformation (stresses) in that direction, i.e. Δt φ = Δε φ ˙K.
При расположении измерительных устройств в трех скважинах, пробуренных в плоскости относительно друг друга под углом 60о деформации в каком-либо направлении могут быть определены следующим образом:
εφ= + cos2φ
В уравнение входят три неизвестные величины: εmax, εmin и φ. Для их определения необходимы три уравнения, которые можно получить, выполнив три измерения времени прохождения упругих волн между скважинами, пробуренными по вершинам равностороннего треугольника и определив при этом три значения t1 0, t2 60, t3 120.When measuring devices are located in three wells drilled in a plane relative to each other at an angle of 60 about deformation in any direction, they can be determined as follows:
ε φ = + cos2φ
The equation contains three unknown quantities: ε max , ε min and φ. To determine them, three equations are needed, which can be obtained by performing three measurements of the transit time of elastic waves between wells drilled along the vertices of an equilateral triangle and determining three values of t 1 0 , t 2 60 , t 3 120 .
Из аналитического решения уравнения, представляя три измеренные значения t1 0, t2 60 и t3 120, можно получить выражение для определения значения угла φ между направлением максимальной деформацией (напряжений) и начальным нулевым направлением:
tg2φ =
Измерения времени распространения упругих волн между скважинами, пробуренными по вершинам равностороннего треугольника, можно применять во всех случаях, когда направление действия нормальных напряжений неизвестно даже приближенно.From the analytical solution of the equation, representing the three measured values of t 1 0 , t 2 60 and t 3 120 , we can obtain an expression for determining the angle φ between the direction of maximum deformation (stresses) and the initial zero direction:
tg2φ =
Measurements of the propagation time of elastic waves between wells drilled along the vertices of an equilateral triangle can be used in all cases when the direction of action of normal stresses is unknown even approximately.
Не известен способ определения направлений действия нормальных напряжений в массиве горных пород, основанный на измерении времени прохождения упругих волн между скважинами, пробуренными по вершинам равностороннего треугольника. There is no known method for determining the directions of action of normal stresses in a rock mass, based on measuring the propagation time of elastic waves between wells drilled along the vertices of an equilateral triangle.
Способ осуществляется следующим образом (фиг. 1 и 2). В массиве горных пород из горной выработки в трех ортогональных плоскостях бурят три куста параллельных скважин по вершинам равностороннего треугольника. Одну из сторон равностороннего треугольника, например направление между скв. 1-2, принимают за начальное нулевое направление, которое одновременно принимают за ось х или y. Во все кусты скважин в каждой точке измерений устанавливают датчики упругих колебаний. В скв. 1 помещают излучатель И1 и приемник П1 упругих волн, в скв. - приемник П2и излучатель И2, в скв. 3 - приемник П3 и излучатель И3 упругих колебаний. Излучатели и приемники располагаются в скважинах соосно друг другу.The method is as follows (Fig. 1 and 2). In a rock mass from a mine in three orthogonal planes, three clusters of parallel wells are drilled along the vertices of an equilateral triangle. One of the sides of an equilateral triangle, for example, the direction between the wells. 1-2, taken as the initial zero direction, which at the same time is taken as the x or y axis. Sensors of elastic vibrations are installed in all well clusters at each measurement point. In well 1 place the emitter And 1 and the receiver P 1 elastic waves, in the well. - receiver P 2 and emitter I 2 , in wells. 3 - receiver P 3 and emitter And 3 elastic vibrations. Emitters and receivers are located in the wells coaxially to each other.
Установку датчиков во всех кустах скважин осуществляют на одинаковом удалении от центра выработки, так что точки измерений находятся на гранях представляемого куба. Центром представляемого куба является точка стояния бурового станка. Началом определения расстояния до точек измерения, расположенных на гранях представляемого куба принимают точку стояния бурового станка. Расстояние между скважинами L (база измерений) принимают равным L ≥10˙ D, где D - диаметр скважин. The sensors are installed in all well clusters at the same distance from the production center, so that the measurement points are on the faces of the represented cube. The center of the represented cube is the standing point of the drilling rig. The beginning of determining the distance to the measurement points located on the faces of the represented cube accept the standing point of the drilling rig. The distance between the wells L (measurement base) is taken equal to L ≥10˙ D, where D is the diameter of the wells.
Перед проведением ультразвуковых измерений три устройства Y1, Y2, Y3 с датчиками с помощью досылочных штанг устанавливают в скважины (фиг. 3) и передвигают по ним в требуемую точку массива. Расстояние до точки измерения определяют от точки стояния бурового станка. Прижим датчиков к стенкам скважин производят подачей сжатого воздуха Р с помощью ручного насоса. Измерения времени прохождения продольной волны в межскважинном пространстве проводят в каждой точке измерений. Для этого к прибору подключают электрокабели датчиков И1 и П2 и измеряют время распространения продольной волны t1-2 o между скв. 1-2. Затем к прибору подключают электрокабели датчиков И2 и П3 и определяют t2-3 60 между скв. 2-3, далее к прибору подключают электрокабели датчиков И3 и П1 и фиксируют t1-3 120 между скв. 1-3. Аналогичные измерения проводят во всех кустах скважин.Before carrying out ultrasonic measurements, three devices Y 1 , Y 2 , Y 3 with sensors are installed into the wells with the help of delivery rods (Fig. 3) and moved along them to the required point in the array. The distance to the measuring point is determined from the standing point of the drilling rig. The sensors are pressed against the walls of the wells by supplying compressed air P using a hand pump. Measurements of the propagation time of a longitudinal wave in the interwell space are carried out at each measurement point. To do this, connect the electric cables of the sensors And 1 and P 2 to the device and measure the propagation time of the longitudinal wave t 1-2 o between wells. 1-2. Then, the electric cables of the sensors And 2 and P 3 are connected to the device and t 2-3 60 is determined between the wells. 2-3, then to the device connect the electric cables of the sensors And 3 and P 1 and fix t 1-3 120 between wells. 1-3. Similar measurements are carried out in all well clusters.
Расположение датчиков в скважинах соосно друг другу (максимальные оси диаграмм направленности датчиков строго направлены от излучателя до приемника) и использование схемы равносторонних измерений позволяет повысить точность ультразвуковых измерений. Кроме того, повышение точности измерений достигается путем переключения датчиков И П1, П И2, П И3, т.е. обеспечивается дополнительное прозвучивание межскважинного пространства в направлении 0о, 60о, 120о относительно первоначального направления.The location of the sensors in the wells is aligned with each other (the maximum axes of the radiation patterns of the sensors are strictly directed from the emitter to the receiver) and the use of an equilateral measurement scheme can improve the accuracy of ultrasonic measurements. In addition, improving measurement accuracy is achieved by switching sensors AND P 1 , P And 2 , P And 3 , i.e. provides additional sounding of the interwell space in the direction of 0 about , 60 about , 120 about relative to the original direction.
Для возбуждения и регистрации сигналов был использован ультразвуковой прибор УК-10 ПМС и датчики с пьезоэле- ментами, работающими на резонансных частотах 25-60 кГц. Погрешность измерения времени распространения упругих волн прибором УК-10 ПМС составила 0,5%. To excite and register signals, we used an ultrasonic device UK-10 PMS and sensors with piezoelectric elements operating at resonant frequencies of 25-60 kHz. The error in measuring the propagation time of elastic waves with the UK-10 PMS device was 0.5%.
Используя измеренные времена прохождения продольных волн между скважинами каждого куста t1-2 0, t2-3 60, t1-3 120, направления действия максимальных нормальных напряжений в массиве в трех ортогональных плоскостях определяют по следующей формуле:
φ1,2,3= arctg где tI,II,III 0, tI,II,III 60, tI,II,III 120 - времена прохождения продольных волн в межскважинном пространстве, измеренные в трех кустах скважин соответственно в направлении 0о, 60о, 120о от первоначального нулевого направления.Using the measured propagation times of the longitudinal waves between the wells of each cluster t 1-2 0 , t 2-3 60 , t 1-3 120 , the directions of action of the maximum normal stresses in the array in three orthogonal planes are determined by the following formula:
φ 1,2,3 = arctg where t I, II, III 0, t I, II, III 60, t I, II, III 120 - propagation times of longitudinal waves in the inter-well space, measured in three bushes wells, respectively, in the direction of 0 °, 60 °, 120 from initial zero direction.
Используя направления действия нормальных напряжений в трех ортогональных плоскостях, вычисляют направления действия главных нормальных напряжений для условий объемного напряженного состояния массива по следующим формулам:
α = arccos
γ = arccos
β= α±90о, где tI,II,III 0 - времена прохождения продольных волн в межскважинном пространстве, измеренные в каждом кусте скважин в нулевом направлении, мкс; φ1,2,3 - направления действия максимальных нормальных напряжений в трех ортогональных плоскостях, градус.Using the directions of action of normal stresses in three orthogonal planes, calculate the directions of action of the main normal stresses for the conditions of the volumetric stress state of the array according to the following formulas:
α = arccos
γ = arccos
β = α ± 90 о , where t I, II, III 0 are the propagation times of longitudinal waves in the interwell space, measured in each well cluster in the zero direction, μs; φ 1,2,3 - the direction of action of the maximum normal stresses in three orthogonal planes, degrees.
Предлагаемый способ был использован на шахте 2 бис Никитовского ртутного комбината, где была пройдена в нетронутом массиве тупиковая горизонтальная выработка площадью сечения S = 15 м2, в котором была оборудована наблюдательная станция. В районе проведения наблюдений какие-либо горные работы не производились. На наблюдательной станции в кровле и стенке горной выработки, сложенном песчаниками относительно однородного строения, в трех ортогональных плоскостях были пробурены три куста из трех параллельных скважин в глубину массива до 10 м. Бурение скважин осуществлялось буровым станком НКР с применением победитовых коронок. Скважины диаметром 76 мм бурились по вершинам равностороннего треугольника, при этом углы между скважинами в одной плоскости составили 60о, а расстояние между скважинами (база измерений) - 1 м. Точки измерений во всех кустах скважин располагались на равном расстоянии от точки стояния бурового станка.The proposed method was used at
В три скважины каждого куста в каждой точке измерений устанавливали датчики упругих колебаний, при этом излучатели и приемники располагали в скважинах соосно друг другу. Затем проводили измерения времени прохождения продольных волн между скважинами, т.е. tI,II,III 0, tI,II,III 60, tI,II,III 120.Sensors of elastic vibrations were installed in three wells of each cluster at each measurement point, while the emitters and receivers were placed coaxially with each other in the wells. Then, measurements were made of the propagation time of longitudinal waves between the wells, i.e. t I, II, III 0 , t I, II, III 60 , t I, II, III 120 .
Направления действия максимальных нормальных напряжений в нетронутом массиве в трех ортогональных плоскостях вычисляли по следующей формуле:
φ1,2,3= arctg где tI,II,III 0,60,120 - времена прохождения продольных волн в межскважинном пространстве, измеренные в каждом кусте скважин в направлении 0о, 60о, 120о относительно первоначального нулевого направления, мкс.The directions of action of the maximum normal stresses in an untouched array in three orthogonal planes were calculated by the following formula:
φ 1,2,3 = arctg where t I, II, III 0,60,120 - propagation times of longitudinal waves in the inter-well space, measured in the wells each bush in the
При определении углов использовали следующие соотношения знаков по соответствующим четвертям для угла φ:
φI= arctg ; φII= 90° - arctg
φIII= 90°+ arctg ; φIV= 180° - arctg
Направления действия главных нормальных напряжений для условий объемного напряженного состояния массива определяли по следующим формулам:
α = arccos
γ = arccos
β= α + 90o, где tI,II,III 0 - времена прохождения продольных волн в межскважинном пространстве, измеренные в каждом кусте скважин в нулевом направлении, мкс; φ1,2,3 - направления действия максимальных нормальных напряжений в трех ортогональных плоскостях, градус.When determining the angles, we used the following sign ratios by the corresponding quarters for the angle φ:
φ I = arctg ; φ II = 90 ° - arctg
φ III = 90 ° + arctg ; φ IV = 180 ° - arctg
The directions of action of the main normal stresses for the conditions of the bulk stress state of the array were determined by the following formulas:
α = arccos
γ = arccos
β = α + 90 o , where t I, II, III 0 are the propagation times of longitudinal waves in the interwell space, measured in each well cluster in the zero direction, μs; φ 1,2,3 - the direction of action of the maximum normal stresses in three orthogonal planes, degrees.
В качестве генератора и регистрирующего прибора был использован прибор УК-10 ПМС. Для измерений использовали датчики с пьезоэлементами, работающими на резонансной частоте 25 кГц. Погрешность измерений времени распространения продольных волн между скважинами не превышала 1-2 мкс. The device UK-10 PMS was used as a generator and a recording device. For measurements, sensors with piezoelectric elements operating at a resonant frequency of 25 kHz were used. The error in measuring the propagation time of longitudinal waves between wells did not exceed 1-2 μs.
В качестве базового объекта для определения направления действия нормальных напряжений в массиве был использован метод торцевой разгрузки, разработанный ВНИМИ (Методические указания по применению метода разгрузки для измерения напряжений в массиве горных пород. Л.: ВНИМИ, 1972, 36 с.). As the basic object for determining the direction of normal stresses in the massif, the end-unloading method developed by VNIMI was used (Methodological instructions for using the unloading method to measure stresses in a rock mass. L .: VNIMI, 1972, 36 pp.).
Метод торцовой разгрузки использовался в скв. 1, пробуренной в кровле в направлении оси z и в скв. 2, пробуренной в стенке выработки в направлении оси y (фиг. 1 и 2). The face unloading method was used in the borehole. 1 drilled in the roof in the direction of the z axis and in the well. 2, drilled in the wall of the mine in the direction of the y axis (Figs. 1 and 2).
При измерениях деформаций торца керна по методу разгрузки использовалась трехдатчиковая розетка с ориентировкой тензодатчиков под углами 0о, 45о, 90о. По этой схеме расположения тензодатчиков направления действия максимальных деформаций вычисляли по следующей формуле:
φв= arctg где ε0, ε45, ε90 - относительные деформации, измеренные на торце керна скважин по направлениям 0о, 45о, 90о от условного нулевого направления; φb - вычисленный угол между направлением εo и максимальной деформацией торца керна скважин.When measuring the strain on the core end face to the method used trehdatchikovaya discharge outlet with the orientation of the strain gauges at 0 o, 45 o, 90 o. According to this arrangement of strain gauges, the directions of action of maximum strains were calculated by the following formula:
φ in = arctg where ε 0, ε 45, ε 90 - relative deformation measured on the wells of the core end in the
Направления действия максимальных деформаций (напряжений) в массиве в плоскостях xy и xz определяли, используя следующие соотношения знаков по четвертям для тензотермической розетки (фиг. 4):
I - φ1,2= φв= arctg
II - φ1,2= 90o - φb;
III - φ1,2 = 90o + φb;
IV - φ1,2= 180o - φb.The directions of action of the maximum deformations (stresses) in the array in the xy and xz planes were determined using the following quarter sign ratios for a tensothermal outlet (Fig. 4):
I - φ 1,2 = φ in = arctg
II - φ 1,2 = 90 o - φ b ;
III - φ 1,2 = 90 o + φ b ;
IV - φ 1,2 = 180 o - φ b .
Результаты определений направлений действия максимальных нормальных напряжений в массиве с использованием базового и предлагаемого способов приведены в табл. 1-3. The results of determining the directions of action of the maximum normal stresses in the array using the basic and proposed methods are given in table. 1-3.
Судя по данным таблиц, использование предлагаемого способа позволило повысить точность определения направлений действия максимальных нормальных напряжений в массиве по сравнению с базовым. Погрешность определения направлений действия максимальных нормальных напряжений в массиве базовым способом при надежности Р = 0,95 составила δφ1,2= ± 9о, предлагаемым способом - δφ1= ± 2о и δφ2φ3= ± 4о.Judging by the data of the tables, the use of the proposed method allowed to increase the accuracy of determining the directions of action of the maximum normal stresses in the array compared to the base. The error in determining the directions of action of the maximum normal stresses in the array by the basic method with a reliability of P = 0.95 was δφ 1.2 = ± 9 о , by the proposed method - δφ 1 = ± 2 о and δφ 2 φ 3 = ± 4 о .
Результаты определений направлений действия главных нормальных напряжений в массиве, полученные с помощью предлагаемого способа, приведены в табл. 4. The results of determining the directions of action of the main normal stresses in the array obtained using the proposed method are shown in table. 4.
Из таблицы видно, что использование предлагаемого способа позволило повысить точность определения направлений действия главных нормальных напряжений в массиве. Погрешность определения направлений действия главных нормальных напряжений в массиве предлагаемым способом при надежности Р = 0,95 не превышала 3о.The table shows that the use of the proposed method has improved the accuracy of determining the directions of action of the main normal stresses in the array. The error in determining the directions of action of the main normal stresses in the array of the proposed method with a reliability of P = 0.95 did not exceed 3 about .
Полученные направления действия главных напряжений в массиве были использованы при выборе схем расположения выработок при отработке новых горизонтов. The obtained directions of action of the main stresses in the massif were used in choosing the layout of the workings when working out new horizons.
Claims (1)
где t
;
β = (α ± 90)° ;
где α , β - направления действия главных нормальных горизонтальных напряжений в массиве;
g - направление действия главного нормального вертикального напряжения массива.METHOD FOR DETERMINING DIRECTIONS OF ACTION OF MAIN NORMAL VOLTAGES IN CONDITIONS OF VOLUME VOLTAGE STATE OF MOUNTAIN ARRAY, including drilling in an array in three orthogonal planes of three clusters of three parallel wells, placement of elastic waves and measuring devices in the boreholes, determining the speed of the waves and the elastic waves waves between wells, characterized in that the well bushes are drilled along the vertices of an equilateral triangle, one of the sides in which take the initial zero direction, set the sensors of elastic vibrations in the wells and measure the propagation time of longitudinal waves in the interwell space in each well cluster at measurement points located at an equal distance from the drilling machine's standing point, calculate the directions of maximum normal stresses in three orthogonal planes along the formula
where t
;
β = (α ± 90) ° ;
where α, β are the directions of action of the main normal horizontal stresses in the array;
g is the direction of action of the main normal vertical voltage of the array.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5042558 RU2029085C1 (en) | 1992-05-20 | 1992-05-20 | Method for determination of directions of action of principal normal stresses under conditions of volumetric state of stress of rock mass |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5042558 RU2029085C1 (en) | 1992-05-20 | 1992-05-20 | Method for determination of directions of action of principal normal stresses under conditions of volumetric state of stress of rock mass |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2029085C1 true RU2029085C1 (en) | 1995-02-20 |
Family
ID=21604423
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5042558 RU2029085C1 (en) | 1992-05-20 | 1992-05-20 | Method for determination of directions of action of principal normal stresses under conditions of volumetric state of stress of rock mass |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2029085C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2672117C1 (en) * | 2018-01-17 | 2018-11-12 | Михаил Николаевич Оверченко | Method for determining internal system of cracks of rock mass |
RU2726694C1 (en) * | 2019-09-24 | 2020-07-15 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" | Method for development of multi-layer oil deposit with application of hydraulic fracturing of formation |
-
1992
- 1992-05-20 RU SU5042558 patent/RU2029085C1/en active
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
1. Авторское свидетельство СССР N 1328515, кл. E 21C 39/00, 1986. * |
2. Ямщиков В.С. Методы и средства исследования и контроля горных пород и процессов. М.:Недра, 1982, с.140-151. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2672117C1 (en) * | 2018-01-17 | 2018-11-12 | Михаил Николаевич Оверченко | Method for determining internal system of cracks of rock mass |
RU2726694C1 (en) * | 2019-09-24 | 2020-07-15 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" | Method for development of multi-layer oil deposit with application of hydraulic fracturing of formation |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6098021A (en) | Estimating formation stress using borehole monopole and cross-dipole acoustic measurements: theory and method | |
US6714480B2 (en) | Determination of anisotropic moduli of earth formations | |
US7042802B2 (en) | Determination of stress characteristics of earth formations | |
US6611761B2 (en) | Sonic well logging for radial profiling | |
Wang et al. | Microcracks in crystalline rock from 5.3‐km depth in the Michigan Basin | |
US4713968A (en) | Method and apparatus for measuring the mechanical anisotropy of a material | |
Winkler | Azimuthal velocity variations caused by borehole stress concentrations | |
RU2029085C1 (en) | Method for determination of directions of action of principal normal stresses under conditions of volumetric state of stress of rock mass | |
Živor et al. | Measurement of P-and S-wave velocities in a rock massif and its use in estimation elastic moduli | |
RU2029084C1 (en) | Method for determination of principal normal stresses in rock mass and device for its realization | |
RU2064579C1 (en) | Method for determining main normal stress in rock block | |
US7040169B2 (en) | Use of cuttings for real time attenuation prediction | |
Greenhalgh et al. | Elastic properties of coal measure rocks from the Sydney Basin, New South Wales | |
Siskind et al. | Blast vibration measurements near and on structure foundations | |
Hooker et al. | Stresses in rock outcrops near Atlanta, Ga | |
Stephansson et al. | A seismic study of shallow jointed rocks | |
AU2002349944A1 (en) | Use of cutting for real time attenuation prediction | |
Su et al. | Development of ultrasonic methods for measuring in-situ stresses at great depth | |
CN109655400A (en) | Tunnel Analysis of Plastic Region method | |
JPH06331736A (en) | Bore hole radar utilizing slot antenna | |
SU890349A1 (en) | Method of geophysical survey of pieozoelectric bodies | |
Yue et al. | Acoustic field simulations of logging while drilling by cylindrical finite difference with variable grids | |
CN1294299A (en) | CT technique for dynamically detecting deformation destroy of rock mass | |
Thill | Acoustic cross-borehole apparatus for determining in situ elastic properties and structural integrity of rock masses | |
AU2003254730C1 (en) | Estimating formation stress using borehole monopole and cross-dipole acoustic measurements: theory and method |