SU1110899A1

SU1110899A1 - Method for determining stresses in rocks

Info

Publication number: SU1110899A1
Application number: SU833561279A
Authority: SU
Inventors: Евгений Михайлович Тимофеев; Александр Дмитриевич Денищенко; Ахтям Рахматулович Кинзикеев
Original assignee: Государственный Проектный Институт Горной Химии "Госгорхимпроект"
Priority date: 1983-03-10
Filing date: 1983-03-10
Publication date: 1984-08-30

Description

11 Изобретение относитс к технике определени физических свойств пород путем измерени деформаций и может быть использовано, например, при подземной разработке полезных ископаемых а также при инженерном обосновании строительства гидротехнических сооружений (плотин). В классе деформационных способов определени напр жений в массиве горных пород известны две группы: микро деформационные, именуемые обычно тензометрическими или механическими, и макродеформационные ClJ. База измерени способами первой группы исчисл етс обычно сантиметрами , база измерений способами второй группы составл ет от 0,5 м до многих километров. Все деформационные способы основаны на измерении деформаций горньк пород и последующем вычислении напр жений по измеренным деформаци м с помощью аналитического аппарата механики, который применительно к макродеформационным способам разработан еще недостаточно четко. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности вл етс способ определени напр жений в горных породах включающий определение направлени трещин в пространстве и измерение в них параметров водного потока. При этом герметизируют участок скважины и нагнетайт в него воду под давлением до резкого падени давлени , соответствующего моменту гидравлического разрыва стенок скважины По величине давлени до и после разрыва к по ориентации образовавщейс трещины определ ют величину и направление минимального главного нормальноге напр жени 2. Однако данный способ трудоемок, требует применени специального дорогосто щего оборудовани и может примен тьс только на небольших базах измерений... Цель изобретени - увеличение базы измерений и снижение трудоемкости. Указанна цель достигаетс тем, что согласно способу определени напр жений в горных породах, включаг клдему определение направлени трещин в пространстве и измерение в них параметров одного потока, выбирают системы трещин, ограничивающие тектонические блоки горных пород и пересекаю1циес с подземной полостью, определ ют дл каждой из систем тресимость водопоглощени и воот времени, выдел ют опорему трещин. Характеризующуильными значени ми параметров ощени и водоотдачи во времередел ют значени напр жени е по формуле G -ML + .±rAi сЛ - 1-|U. В, главные нормальные напр жени в массиве пород, МПа; эмпирическими коэффициент, учитывающий относительные изменени расхода потока при раскрытии трещин, см; коэффициент интенсивности напр жений, определ емый из соотношени максимальной амплитуды водопоглощени искомой Системы трещин А- к величине водопоглощени Q опорной системы трещин; эмпирический коэффициент, учитывающий вли ние упругих деформаций пород на изменение пустотности при создании избыточных давлений воды в трещинах, см/МПа; расход воды через искомую систему трещин на фиксируемый момент времени, коэффициент в зкости воды, кгсС/см (величина посто нна дл воды, имеющей определенную температуру и минерализацию ) ; объемный вес воды, кгс/см (величина посто нна ); мощность пласта пород между системами водопровод щих трещин, см; изменение напора воды при изменении степени раскрыти трещин, см; коэффициент Пуассона пород (величина безразмерна , посто нна дл данного типа пород). тный аппарат величин напр вьпцеуказаиным формулам спрал условий плоского напр состо ни , т.е. Д.ГГЯ условий 311 поверхности массива дл границы массива с подземной полостью. Определение касательных напр жений и полного тензора напр жений в массиве осуществл ют с использованием полученных -вьше величин глав ных напр жений по методике ff. Выбор изучаемого массива горных пород с таким расчетом, чтобы системы водопровод щих трещин, ограничивающих тектонические блоки пород, пересекались с подземной полостью, позвол ет по изменению параметров жидкой фазы в трещинах судить об изменении деформации горных пород при различных режимах напр жений. Другие типы трещин, например трещины выветривани , развитые на поверхности мае сива, вл ютс замкнутыми и не отвод т поверхностные воды в глубину мае сива. Поэтому при выборе водопровод щих трещин необходимо обращать внима ние на их вьщержанность по глубине. Трещинами, удовлетвор ющими указанным требовани м, вл ютс те, которые ограничивают тектонические блоки Под вли нием напр жений в массиве по род происходит деформаци стенок тре щин, измен ютс параметры трещиноватости , водопоглощени , водоотдачи и водопроводимости пород. При этом в наибольшей степени деформируютс стенки вертикальных, субвертикальных и горизонтальных трещин. Эти системы трещин вл ютс главными и ограничивают блоки горных пород в пространстве . Выбор систем трещин, ограничивающих тектонические блоки пород, позвол ет тем самым при измерени х параметров жидкой фазы, фильтрующейс через эти системы, обеспечить уве личение базы измерений напр жений до дес тков и сотен метров в зависимости от степени тектонической блочности того или иного участка. Измерение параметров водного потока на его входе (водопоглощение) и выходе (водоотдача ) , т.е. в верхней и нижней част х массива, позвол ют судить об изменени х термодинамических условий пород в ненарушенной природной обстановке , когда полностью в неизменном виде сохран ютс природные систе мы водопровод щих трещин на всем их прот жении - от поверхности земли до подземной полости. Предлагаема операци измерени параметров жидкой фапы горных пород периодически синхронно на потока в TpeiniiHt i и на его выходе в подземную полость дает возможность одновременно зафиксировать относительное раскрытие водопровод щих трещин в различных част х массива, наход .щегос в сложном природном поле напр жений. При изменении величины геостатических (от веса вышележащих пород) или тектонических горизонтальных напр жений породы реагируют на деформацию относительным раскрытием трещин. При этом, соответственно, измен ютс водопоглощение и водоотдача пород, а также дебиты потоков в трещинах. Преобладание в породах сжимакицих напр жений приводит к уменьшению раскрыти трещин на поверхности массива и, соответственно, к снижению величины водопоглощени . В это врем внутри массива на выходе водного потока из трещин в подземную полость происходит скачкообразное увеличение дебитов воды (водоотдачи). При определенной величине сжимакнцих напр жений , котора составл ет 5-20% от предела прочности пород на одноосное сжатие, жидка фаза мигрирует из более напр женных участков массива в зоны пониженных напр жений, где преобладают раст гивающие напр жени . Следовательно, резкие изменени различных параметров жвдкой фазы, фильтрующейс по трещинам вдоль границ тектонических блоков, вл ютс показател ми вариаций природных напр жений в массивах горных пород. Изменени , параметров водного потока, в частности водопоглощени и водоотдачи , во времени дл различных участков массива позвол ют судить о распределении пол напр жений в пространстве. В результате измерений получают эмпирические зависимости (графики, кривые ) параметров дл каждой из систем водопровод щих трещин во времени. Путем анализа полученных зависимостей вьщел ют опорную систему трещин, дл . которой- изменени парамеТ1)ов водного потока во .времени не превьшают 10% от средних значений. Сравнива отклонени полученных зависимостей относительно параметров опорной системы трещин на какой-то момент времени, суд т о степени раскрыти водопровод щих систем трепщн, после чего определ ют пространственное поле напр жений массива. Изменени степени раскрыти трещин по сравнению с опорной системой трещин Дают возможность определить направление и знак напр жений , действующих на определенно ориентированную в пространстве систе му трещин или массив в целом, и тем самым позвол ют определить пространственное поле напр жений и их изменени во времени. Предлагаемый способ определени напр жений в горных породах испытан на гёодинамическом полигоне в карсто вой пещере Новомурадымовска Кугарчи ского района Башкирской АССР. Пример. Выбирают массив обводненных известн ков общей площадью 2000 м, в котором водопровод щие трещины, ограничивающие тектонически блоки пород и поглощающие воду ручь на поверхности массива, ортогональны и пересекаютс на глубине 80-100м массива с подземной пещерной полостью куда осуществл етс разгрузка поглощаемых вод. Замер ют также мощность пласта пород между системами трещин. Затем с помощью горного компаса иа выбранных взаимноортогоиальных систе мах водопровод щих трещин, ограничивающих тектонические блоки пород, определ ют их ориентировку в пространстве . После выбора массива и опре делени ориентировки трещин на границах между блоками пород, а также в глубине массива на выходе потока из последних в подземную пещерную по лость устанавливают комплекс измерительных приборов дл регистрации дебитов , температуры и других,параметров потока. На входе водного потока в трещины замер ют его параметры с помощью трех незатопленных водосливов объемным способом, а на выходе потока в подземную полость - с помощью специальной аппаратуры и приборов (барометра, психометра и др.), фиксируют дебит, объем фильтрующейс жидкости, давление и влажность воздуха, а также определ ют химический состав фильтрующихс вод. Параметры водного потока, в частности. водопоглощение и водоотдачу, замер ют синхронно на его входе в трещины и на выходе из них через каждые 2 ч в течение нескольких циклов, по 4-5 дней J3 каждом цикле. Зарегистрирован ные в начале каждого цикла наблюдений параметры водного потока прини-. мают за начальные. По полученным дан ным стро т графики зависимости дебитов , химического состава и других параметров фильтрук цейс воды от вре мени. При анализе дебитов воды определ ют изменени объема отдельных капель и их химического состава, а также рН воды, содержани ионов кальци , гидрокарбоната магни . Затем по графикам анализируют отклонени параметров водного потока от начальных значений Ь устанавливают закономерности изменени параметров во времени дл различных частей массива. Построенные графики зависимости параметров от времени показывают, что вариации параметров водного потока, в частности водопоглЬщени и водоотдачи , во времени на его входе и выходе из трещин имеют характер сложных квазигармонических кривых,,имеющих несколько внутрисуточных минимумов и максим5эдов, что свидетельствует о периодическом характере изменени Напр жений в массиве пород. Сравнение зависимостей параметррв водного потока во времени дл различных систем трещин с опорной системой трещин позвол ет вы вить относительное раскрытие сравниваемых систем трещин и рассчитать эмпирический коэффициент , учитывающий отйосительные изменени расхода потока при раскрытии трещин по нижеследующей формуле в.,,«Ж, с. где fl - расход через систему трещин на фиксируемый момент , времени, см/с; , - коэффициент в зкости, воды, кгс. у - объемный вес воды, кгс/см ; М - мощность пласта пород между системами водопровод щих трещин, см. Зна из графиков зависимость параметров водного потока от времени, определ ют амплитуду максимального Водопоглощени А искомой системы трещин и величину водопоглощени Q опорной системы трещин. Затем вычисл ют коэффициент интенсивности напр жений С как отношение амплитуды максимального водопоглощени А. искомой системы трещин к величине водопоглощени 61 опорной системы трепщн. Получив значени коэффициентов В; и с,- , вычисл ют значени главных нормальньк напр жений в массиве горных пород по формуле11 The invention relates to a technique for determining the physical properties of rocks by measuring deformations and can be used, for example, in underground mining of mineral resources as well as in engineering justification for the construction of hydraulic structures (dams). In the class of deformation methods for determining stresses in a rock massif, two groups are known: micro deformation, commonly referred to as strain-gauge or mechanical, and macrodeformational, ClJ. The base of measurement by means of the first group is usually measured in centimeters, the base of measurement by means of the second group is from 0.5 m to many kilometers. All deformation methods are based on measuring the deformations of the mined rocks and the subsequent calculation of stresses on the measured deformations with the help of the analytical apparatus of mechanics, which has not yet been developed sufficiently clearly for macrodeformation methods. The closest to the proposed technical essence is a method for determining stresses in rocks, including determining the direction of cracks in space and measuring the parameters of water flow in them. At the same time, the well site and the water under pressure are pressurized into it until a sharp drop in pressure corresponding to the moment of hydraulic fracture of the well walls. The magnitude and direction of the minimum principal normal pressure is determined before and after the fracture to the orientation of the resulting fracture. However, this method laborious, requires the use of special expensive equipment and can be used only on small measurement bases ... The purpose of the invention is to increase the measurement base and lower labor intensity. This goal is achieved by the fact that, according to the method of determining stresses in rocks, including determining the direction of cracks in space and measuring single stream parameters in them, crack systems are chosen that limit the tectonic blocks of rocks and intersect the underground cavity, for each of them. systems, the water and airborne cracking capacity of the time, separate the crack support. The characteristic values of the parameters of sensation and yield in time are the stress values according to the formula G -ML +. ± rAi cL - 1 - | U. B, the main normal stress in the rock mass, MPa; an empirical coefficient that takes into account the relative changes in the flow rate when cracks open, cm; stress intensity factor, determined from the ratio of the maximum amplitude of water absorption of the sought-for System of cracks A to the value of water absorption Q of the support system of cracks; empirical coefficient taking into account the effect of elastic deformation of rocks on the change in voidness when creating excessive pressure of water in cracks, cm / MPa; water flow through the desired system of cracks at a fixed point in time, the viscosity of water, kgS / cm (constant value for water having a certain temperature and salinity); volume weight of water, kgf / cm (constant value); thickness of the rock formation between the systems of water-conducting cracks, cm; change in water pressure when changing the degree of cracking, cm; rock Poisson ratio (dimensionless, constant for this type of rock). The unit apparatus, for example, for example, the spurs, the conditions of the plane, eg, DGES conditions 311 of the surface of the array for the boundary of the array with an underground cavity. The determination of tangential stresses and the total tensor of stresses in an array is carried out using the values of the principal stresses obtained by the method ff. The choice of the studied rock mass in such a way that the systems of water conducting cracks limiting the tectonic blocks of rocks intersect with the underground cavity allow the change in the parameters of the liquid phase in the cracks to judge the change in rock deformation under different stress conditions. Other types of cracks, such as weathering cracks, developed on the surface of the Mayan seaweed, are closed and surface waters do not divert to the depths of the Maya seaweed. Therefore, when choosing water-carrying cracks, it is necessary to pay attention to their depth depth. The cracks that meet these requirements are those that limit tectonic blocks. Under the influence of stresses in the rock mass, the fracture walls are deformed, the parameters of fracture, water absorption, water return and water conductivity of the rocks change. At the same time, the walls of vertical, sub-vertical and horizontal cracks are deformed to the greatest extent. These fracture systems are major and limit rock blocks in space. The choice of fracture systems limiting the tectonic blocks of rocks, thus allows for measuring the parameters of the liquid phase filtered through these systems, to ensure an increase in the base of voltage measurements to tens and hundreds of meters depending on the degree of tectonic blockiness of a particular area. Measuring the parameters of the water flow at its inlet (water absorption) and outlet (water loss), i.e. in the upper and lower parts of the massif, it is possible to judge the changes in the thermodynamic conditions of the rocks in an undisturbed natural environment, when the natural systems of water-conducting cracks remain completely unchanged from the surface of the earth to the subterranean cavity. The proposed operation of measuring the parameters of the liquid rock formation periodically synchronously at the flow in TpeiniiHt i and at its output into the underground cavity makes it possible to simultaneously fix the relative opening of water conducting cracks in different parts of the massif, located in a complex natural stress field. When changing the value of geostatic (from the weight of overlying rocks) or tectonic horizontal stresses of the rock, they react to the deformation by the relative opening of cracks. In this case, respectively, the water absorption and yield of rocks, as well as flow rates in cracks, change. The prevalence of compressic stress in rocks leads to a decrease in the opening of cracks on the surface of the massif and, accordingly, to a decrease in the amount of water absorption. At this time, inside the array at the outlet of the water flow from the cracks into the underground cavity, an abrupt increase in the flow rate of water (water loss) occurs. At a certain value of squeezing stresses, which is 5–20% of the ultimate strength of the rocks for uniaxial compression, the liquid phase migrates from the more stressed sections of the massif to the areas of reduced stresses, where tensile stresses prevail. Consequently, abrupt changes in various parameters of the liquid phase, which is filtered through cracks along the boundaries of tectonic blocks, are indicators of variations in natural stresses in rock massifs. Changes in the parameters of the water flow, in particular, water absorption and water loss, over time for different parts of the array make it possible to judge the distribution of stress fields in space. As a result of measurements, empirical dependences (graphs, curves) of parameters for each of the systems of water conducting cracks in time are obtained. By analyzing the dependences obtained, the support system of cracks, long, is selected. changes in parameters T1) s of the water flow in time do not exceed 10% of the mean values. By comparing the deviations of the obtained dependences with respect to the parameters of the cracking support system at a certain point in time, the degree of opening of the water conducting systems of buckets is judged, after which the spatial field of the stresses of the array is determined. Changes in the degree of crack opening as compared to the support crack system. It is possible to determine the direction and sign of stresses acting on a system-specific crack system or array as a whole, and thereby allow the spatial stress field and its variation in time to be determined. The proposed method for determining the stresses in rocks was tested at a geodynamic range in the karst cave of Novomuradymovsk, Kugarchi district of the Bashkir ASSR. Example. An array of watered limestone with a total area of 2000 m is selected in which water conducting cracks, tectonically limiting rock blocks and a stream absorbing water on the surface of the massif are orthogonal and intersect at a depth of 80-100 m of the massif with the underground cave cavity where the unloaded water is discharged. The thickness of the rock formation between the fracture systems is also measured. Then, using a mountain compass and selected mutually oriental systems of water conducting cracks that limit the tectonic blocks of rocks, determine their orientation in space. After selecting the array and determining the orientation of the cracks at the boundaries between the rock blocks, as well as deep in the array, a set of measuring instruments is installed at the exit of the stream from the latter to the underground cave cavity to record flow rates, temperature and other flow parameters. At the inlet of the water flow into the cracks, its parameters are measured using three non-submerged weirs in a volumetric manner, and at the outlet of the flow into the underground cavity with the help of special equipment and instruments (barometer, psychometer, etc.), the flow rate, volume of filtering fluid, pressure and air humidity, as well as determine the chemical composition of the filtered water. Parameters of water flow, in particular. water absorption and yield, measured synchronously at its entrance to the cracks and at the exit of them every 2 hours for several cycles, 4-5 days J3 each cycle. The parameters of the water flow recorded at the beginning of each observation cycle were taken. worn for the initial. According to the data obtained, graphs of the dependence of flow rates, chemical composition, and other parameters of water filtration versus time are plotted. When analyzing the water flow rates, the changes in the volume of individual droplets and their chemical composition, as well as the pH of the water, the content of calcium ions, and magnesium bicarbonate are determined. Then, the graphs analyze the deviations of the parameters of the water flow from the initial values of b establish the regularities of the parameters variation with time for different parts of the array. The graphs of the parameters as a function of time show that variations in the parameters of the water flow, in particular water absorption and water loss, over time at its entrance and exit from cracks have the character of complex quasi-harmonic curves with several intraday minima and maximums, which indicates the periodic nature of zheny in an array of rocks. Comparing the dependences of the parameters of the water flow over time for different crack systems with the support crack system allows revealing the relative disclosure of the crack systems being compared and calculating an empirical coefficient taking into account the cost-effective changes in the flow rate when cracks open according to the following formula V., F, p. where fl is the flow rate through the system of cracks at the fixed moment, time, cm / s; , - coefficient of viscosity, water, kgf. y is the volume weight of water, kgf / cm; M is the thickness of the rock formation between the systems of water conducting cracks, see. From the graphs, the dependence of the parameters of the water flow on time, determine the amplitude of the maximum Water Absorption A of the sought system of cracks and the water absorption Q of the supporting crack system. Then, the stress intensity coefficient C is calculated as the ratio of the amplitude of the maximum water absorption A. of the sought fracture system to the water absorption value 61 of the support system. Having obtained the values of the coefficients B; and c, -, calculate the values of principal normal stresses in a rock massif using the formula

BiC Bic

б сАb sA

де Qj - главные нормальные напр жени в массиве пород, МПа (кгс/см);de Qj — main normal stresses in the rock mass, MPa (kgf / cm);

с - эмпирический коэффициент,c is the empirical coefficient

учитывающий вли ние упругих ( деформаций пород на измене- |Q ние пустотности при создании избыточных давлений воды в трещинах, см/МПа (измен етс от 0,01 до 1,0); ЛН - изменение напора при изме- j нении степени раскрыти трещин, см, определ етс в процессе проведени опы- та;taking into account the effect of elastic (deformation of rocks on the change of void when creating excessive pressures of water in the cracks, cm / MPa (varies from 0.01 to 1.0); LN - change in pressure when changing the degree of crack opening , cm, is determined in the course of the experiment;

jU. - коэффициент Пуассона пород 20 (величина посто нна дл данного типа пород).jU. - Poisson's ratio of rocks 20 (the value is constant for this type of rock).

Результаты определений и вычислений дл бсех вьщеленных систем трепщн приведены в таблице.The results of the definitions and calculations for all of the selected systems are shown in the table.

Как видно из таблицы, за исключением опер нщих трещин системы трещин 5 и 4 на поверхности массива характеризуютс большими значени ми иапр жений и более высокими коэффициентами относительного раскрыти трещин В. .As can be seen from the table, with the exception of the operative cracks, the systems of cracks 5 and 4 on the surface of the massif are characterized by high values of stress and higher coefficients of relative opening of cracks B.

JJ

Эти же системы трещин расположены ближе к пещере и имеют более высокие параметры -водопроводимости. Полученные данные свидетельствуют о том, что вблизи пещеры преобладают раст гивающие напр жени . Раскрытие трещи вследствие изменени пол напр жений вли ет и на колебани параметров химического состава воды и ее минерализацию во времени. Колебани этих параметров во времени также имеют сложный характер и: при необходимости можно получить эмпирические зависимости от их графиков зависимости химического состава (минерализации) во времени к графикам водопоглощени .и вoдooт aчи. По системам трещин, в наибольшей степени реагировавшим на деформации пород, анализируют пространственное поле напр жений и изменени этих напр жений во Как показывают результаты испытаний, 5S в These same systems of cracks are located closer to the cave and have higher parameters of water conductivity. The data obtained indicate that tensile stresses predominate near the cave. The opening of the cracks due to the change in the stress of the field influences the fluctuations of the parameters of the chemical composition of water and its mineralization over time. The oscillations of these parameters in time are also complex and: if necessary, we can obtain empirical dependencies on their graphs, the dependencies of the chemical composition (mineralization) in time on the graphs of water absorption and water. The fracture systems most responsive to rock deformations analyze the spatial stress field and the changes in these stresses. As the test results show, 5S in

изменени параметров водного потока завис т, в основном, от вариаций напр жений в массиве пород при возмущении гравитационного пол земли. Так, например, в вертикальном направлении знак напр жений в течение суток измен ет на противоположный, в св зи с чем происходит асинхронное изменение параметров водного патока на входе и выходе из трещин в массиве пород. Если в верхней части маесива преобладают раст гивающие напр жени и степень раскрыти трещин увеличиваетс , то в нижней его части вследствие преобладани сжимающих напр жений уменьшаетс раскрытие трещин и водопоглощение. В горизонтальной плоскости блоки, ограниченные системами водопровод щих вертикальных трещин, также испытывают напр жени различных знаков, что отражаетс на величинах водопоглощени . В отдельные периоды времени в результате преобладани вертикальных сжимающих , напр жений водопоглощение в систему горизонтальных пластовых трещин полнбстью прекращаетс и в течение 6 ч из вертикальной системы трещин происходит сайоизлив воды на поверхность земли. Одновременно в соседенем блоке пород резко возраста{рт величины водопоглощени в трещины. В последнем случае наибольшее главное нормальное напр жение параллельно плоскости пластов известн ков и вл етс раст гивающим. В св зи с этим вертикальные тектонические трещи.ны, перпендикул рные напластованию , отвод т воду в пластовые трещины , которые в этот нериод получают наибольшее раскрытие. Таким образом, выполненные измерени и исследовани позвол ют вы вить знак направлени наибольших и наименьших главных норальных напр жений, закономерное изенение пол напр жений во времени на отдельных участках массива, что ает возможность оценить динамику стественного (природного) пол нар жений в неоднородно построенном ассиве пород при базе измерени напр жений от нескольких дес тков о сотен метров.changes in the parameters of water flow depend mainly on the variation of stresses in the rock mass when the gravitational field of the earth is disturbed. For example, in the vertical direction, the stress sign during the day changes to the opposite, as a result of which an asynchronous change in the parameters of the water syrup occurs at the inlet and outlet of cracks in the rock mass. If tensile stresses predominate in the upper part of the massif and the degree of crack opening increases, in the lower part, due to the predominance of compressive stresses, the crack opening and water absorption decrease. In the horizontal plane, blocks bounded by systems of vertical vertical fractures also experience stresses of different signs, which is reflected in the water absorption values. At certain periods of time, due to the prevalence of vertical compressive stresses, water absorption into the system of horizontal reservoir fractures ceases completely and within 6 hours from the vertical system of cracks occurs, acidifying water to the surface of the earth. At the same time, in the neighboring block of rocks, the age of water absorption in the cracks is sharply aged. In the latter case, the greatest principal normal stress is parallel to the plane of the limestone formations and is tensile. In this connection, the vertical tectonic cracks, which are perpendicular to the stratification, divert water into the reservoir cracks, which in this non-period receive the greatest expansion. Thus, the measurements and investigations allow us to reveal the sign of the direction of the largest and smallest principal noral stresses, the regular change of the stresses over time in individual parts of the array, which makes it possible to estimate the dynamics of the natural (natural) fields in the non-uniformly built assive rocks with a base for measuring voltages from several tens to hundreds of meters.

Испытани показывают, что по сравнению с известными предлагаемый способ определени напр жений в горных породах позвол ет при увеличенииTests show that, in comparison with the known, the proposed method of determining stresses in rocks allows

НИИ снизить трудозатраты в 10-15 раз за счет сокращени таких вспомогательных и трудоемких операций, как 30-50 раз базы измерени напр же9111089910Research institutes reduce labor costs by 10–15 times due to reduction of such auxiliary and labor-intensive operations as 30–50 times the base of measurement stress 9111089910

монтаж и демонтаж бурового и другоголучени количественных данных о полеassembly and disassembly of drilling and other quantitative field data

оборудовани , бурение скважин, под-напр жений массивов без наведени equipment, drilling of wells, under-stress arrays without aiming

готовка скважин к измерени м, про-в них искусственного пол деформацийpreparation of wells for measurements, of artificial floor deformations

кладка специального кабел и электро-также вл ютс существенными преиму-laying of special cable and electro are also significant advantages

сетей и т.д. Сравнительна простота 5ществами предлагаемого способа поnetworks, etc. Comparative simplicity of the substance of the proposed method according to

расчетного аппарата, возможность по-сравнению с известными.the calculating apparatus, the possibility is compared with the known.

Claims

METHOD FOR DETERMINING STRESS IN ROCKS, including determining the direction of cracks in space and measuring the parameters of the water flow in them, characterized in that, in order to reduce the complexity of measurements while increasing the measurement base, fracture systems are selected that limit tectonic blocks and intersect with the underground cavity determine the dependence of water absorption and water loss on time for each system of cracks, identify the support system of cracks, characterized by stable values of water absorption and water loss in time, and determine the stress values in the rock mass according to the formula

IN; C. bottom γμ ₍ '' with 1-μL where

A.

G Q

C, - are the main normal stresses in the rock mass, MPa;

8j is an empirical coefficient that takes into account the relative changes in flow rate during crack opening, cm; FROM; - stress intensity factor, determined from the ratio of the maximum _{with the} amplitude of water absorption ® of the desired system of cracks Ak the amount of water absorption Q of the reference system of cracks;

• SG- is an empirical coefficient that takes into account the effect of elastic deformations of rocks on the change in voidness when creating excessive water pressures in cracks, cm / MPa;

in; - water flow through the desired system of cracks at a fixed point in time, cm ³ / s;

Ί, is the coefficient of viscosity of water, kgf <s / cm ² ;

γ is the volumetric weight of water, kgf / cm ³ ; M is the thickness of the reservoir between

SU „..1110899 water-supply crack systems, cm;

DI - change in water pressure with a change in the degree of crack opening, cm;

μ is the Poisson's ratio of rocks.

deformation measurement and the subsequent subtracted deforanalytic, which, as applied