SU1213196A1

SU1213196A1 - Способ определени прочности горных пород

Info

Publication number: SU1213196A1
Application number: SU843766642A
Authority: SU
Inventors: Анатолий Николаевич Умрихин; Валерий Михайлович Неборский; Александр Анатольевич Умрихин
Original assignee: Восточный научно-исследовательский институт по безопасности работ в горной промышленности
Priority date: 1984-07-05
Filing date: 1984-07-05
Publication date: 1986-02-23

Description

Изобретение относитс к горной промьш1ленности и может быть использовано при определении прочности горных пород в массиве, прилегающем к контуру горной выработки.

Цель изобретени - повышение точности определени прочностных свойст массива горных пород на разных рас- сто ни х от стенки выработки и в услови х его напр женного состо ни .

На фиг. 1 изображена схема размещени испытуемых з астков по длине скважины; на фиг. 2 - схема радиального нагружени участка; на фиг. 3 - cxeka определени предела прочности при сдвиге со сжатием; на фиг. 4 - паспорт прочности дл пласта впе- реди выемочного штрека.

Способ осуществл етс следующим ;образом.

П р И м е р. По оси штрека бур т скважину I диаметром 42 мм, в которой из встречной выработки на рассто нии I5 м от забо штрека устанавливают гидравлический датчик с начальным давлением 10 МПа, соответствующим гидростатическому давлению горных пород на данной глубине. По мере приближени штрека к датчику регистрируетс давление в нем, которое измен етс с рассто нием 3 м от забо до подсечки датчика исполнительным органом комбайна. Затем за- бой останавливают и на рассто ни х Х,0,3 м, х« 1,4 м, Хз 2,15 м, ЗмиХ5 4мот забо в скважа не 1 цилиндрическими выемками. 2 диаметром 80 мм ограничивают участки 3 длиной С 70 мм. На каждом из этих участков сначала стенки скважины нагружаютс с помощью гидропатрона, подобного упоминавшемус гидродатчику , до ранее замеренных на данных рассто ни х значений С , т.е., до 0,8; 5; 7,4 и 10 МПа соответственно. Затем гвдродомкратом производитс сдвиг участка 3 с регистрацией усили Р , прилагаемого к задней круго- вой торцовой площадке 4 в направлении к передней площадке вдоль оси скважины. Разрушение горной породы происходит по вполне определенной поверхности, а именно по цилиндричес кой поверхности, соедин ющей кра одинаковых круговых торцовых площадок расположенных на границах испытываемо962

го участка массива. Площадь этой поверхности определ етс выражением

S «fDE,

где S .- площадь поверхности разрушени ;

D - диаметр круговой торцовой площадки, образованной на границе испытуемого участка цилиндрической соосной скважине выемкой;

t - рассто ние между круговыми торцовыми площадка испытуемого участка. Пределы прочности на сдвиг на каждом участке определ ютс по формуле

Т DI

Также благодар наличию на границах испытуемых участкоз круговых торцовых площадок обеспечиваетс и вполне определенна направленность разрушающего усили , прилагаемого к одной торцовой площадке в сторону другой, по отношению к поверхности разрушени , а именно параллельно этой поверхности. Дл этого по экспериментальным значени м средних нормальных напр жений d и соответствующим им пределам прочности на сдвиг строитс график, представл ющий дл данной горной породы огибающую предельных кругов Мора. Коэффициент сцеплени К определ етс как отрезок, отсекаемый огибающей на оси ь (rf 0), предел прочности при одноосном сжатии d - как диаметр круга, проход щего через начало координат и касательного к огибающей , предел прочности,при одноос- ном раст жении р как отрезок, отсекаемый на оси отрицательных d продолжением графика огибающей, коэффициент внутреннего трени tg р при любом напр женном состо нии как отношение ut к . По тем же

1 il J

экспериментальным значени м «. и Cfj названные параметры паспорта прочности горной породы в массиве могут быть получены расчетом. Дп этого необходимо аппроксимировать график огибающей соответствующим образом, Например, при аппроксимации огибающей в виде пр мой имеем уравнение Кулона

|T Ktd.t3p,

откуда 1у . о;

где -ь

- предел прочности на сдвиг без сжати (стенка выработки ).

Далее

o-k p-tc cTDe

Iил|« Н4У1/

4p- -d;; DrЗатем

р t

ar

2k

. 9JO h-T

1213196 4 .По экспериментальным значени м djjHt (крестики, фиг. 4) стро т часть графика огибающей предельных кругов (сплошна лини ), котора 5 затем экстраполируетс в обе сторон ( пунктирна лини ). По полученному паспорту определ ют следующие показатели:

dp , МПа 4,2

10 dc , fffla 12,0

К, МПа 3,9

tgp при („ 0,8МПаО,7

tg f при й„ 10 МПа О

Фиг.2

Фм.З

тг

At

Составитель Г. Алексеева Редактор О. Головач Техред,М.Гергель Коррекг-ор А.

Заказ 762/44 Тираж 470 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска наб., д. 4/5

Филиал ШШ Патент, г. Ужгород, ул. Проектна , 4

Claims

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОЧНОСТИ ГОРНЫХ ПОРОД в массиве, включающий радиальное нагружение стенок скважины испытуемого участка массй* ва горных пород и регистрацию усилия при разрушении испытуемого участка, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения прочностных свойств массива горных пород в условиях его напряженного состояния и на разных расстояниях от стенки выработки, стенки скважины на каждом испытуемом участке нагружают до значений фактических напряжений в данной части массива, при этом каждый испытуемый участок ограничивается с обоих торцов соосными со скважиной цилиндрическими выемками одинакового диаметра, превышающего диаметр скважины, после чего к одной из торцовых площадок испытуемого участка параллельно оси скважины прикладывают усилие до его разрушения, определяют площадь поверхности разрушения и предел прочности при сдвиге.

λα

Фиг.1