SU1661418A1 - Method and apparatus for measuring deformation of stockpiles muck - Google Patents

Method and apparatus for measuring deformation of stockpiles muck Download PDF

Info

Publication number
SU1661418A1
SU1661418A1 SU894646888A SU4646888A SU1661418A1 SU 1661418 A1 SU1661418 A1 SU 1661418A1 SU 894646888 A SU894646888 A SU 894646888A SU 4646888 A SU4646888 A SU 4646888A SU 1661418 A1 SU1661418 A1 SU 1661418A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
array
deformations
mutually perpendicular
frames
bulk
Prior art date
Application number
SU894646888A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Геннадий Александрович Либстер
Илья Ефимович Мошинский
Original Assignee
Криворожский горнорудный институт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Криворожский горнорудный институт filed Critical Криворожский горнорудный институт
Priority to SU894646888A priority Critical patent/SU1661418A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1661418A1 publication Critical patent/SU1661418A1/en

Links

Landscapes

  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к горному делу и предназначено дл  определени  деформаций массива насыпных пород. Цель - повышение достоверности определени  деформаций и получение более полной информации о состо нии массива. В насыпном массиве 16 бур т скважины 14 и размещают в них герметичную трубчатую оболочку 2. Внутри оболочки 2 на заданном рассто нии друг от друга устанавливают реперы 3, чувствительные к смещению массива. Корпусы 4 реперов 3 закреплены на трубчатой гофрированной оболочке 2. В корпусах 4 размещен диэлектрический измерительный цилиндр 5 с электропроводной жидкостью 7. На внутренних стенках цилиндра 5 размещены измерительные электроды 6 вдоль четырех взаимно параллельных вертикальных линий, лежащих в двух взаимно перпендикул рных вертикальных плоскост х. Шток цилиндра 5 с помощью карданных шарниров 13 и жесткого соединительного элемента 12 соединен с корпусом 4 последующего репера 3. Конец элемента 12 снабжен грузом- корем. Пространство между стенками скважины 14 и оболочкой 2 заполн ют сыпучим материалом 15. После этого производ т измерение смещений реперов 3 в двух взаимно перпендикул рных направлени х горизонтальной плоскости и одновременно регистрируют осадки массива. Затем через заданный промежуток времени производ т второе измерение и по разнице двух измерений суд т о величине и направлении деформации массива, произошедшей за данный отрезок времени. 2 с.п.ф-лы, 4 ил.The invention relates to mining and is intended to determine the deformations of the bulk rock mass. The goal is to increase the reliability of the determination of deformations and obtain more complete information about the state of the array. In the bulk array 16, the borehole 14 is drilled and the hermetic tubular casing 2 is placed in them. Inside the casing 2 at a predetermined distance from each other, benchmarks 3 are installed that are sensitive to the displacement of the massif. The housings 4 of the frames 3 are mounted on a tubular corrugated sheath 2. In the housings 4 a dielectric measuring cylinder 5 with electrically conductive liquid 7 is placed. On the inner walls of cylinder 5 there are placed measuring electrodes 6 along four mutually parallel vertical lines lying in two mutually perpendicular vertical planes. The cylinder rod 5 with cardan joints 13 and the rigid connecting element 12 is connected to the body 4 of the next frame 3. The end of the element 12 is provided with a load carrier. The space between the walls of the borehole 14 and the shell 2 is filled with bulk material 15. After this, measurements of the displacements of the frames 3 are made in two mutually perpendicular directions of the horizontal plane and the sediments of the array are simultaneously recorded. Then, after a predetermined period of time, a second measurement is made, and the difference between the two measurements determines the magnitude and direction of the deformation of the array that occurred over a given period of time. 2 sp.f-ly, 4 Il.

Description

Изобретение относитс  к горному делу и может быть использовано дл  определени  деформаций массива насыпных пород.The invention relates to mining and can be used to determine the deformations of a bulk rock mass.

Целью изобретени   вл етс  повышение достоверности определени  деформаций и получение более полной информации о состо нии массива.The aim of the invention is to increase the reliability of the determination of deformations and obtain more complete information about the state of the array.

На фиг. 1 показаны скважины с размещенными в них устройствами (поперечный разрез насыпной дамбы); на фиг. 2 - конструкци  репера; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - измерительный цилиндр с электродами.FIG. 1 shows wells with devices placed in them (cross section of a bulk dam); in fig. 2 - frame design; in fig. 3 shows section A-A in FIG. 2; in fig. 4 - measuring cylinder with electrodes.

Способ осуществл етс  с помощью устройства , содержащего груз- корь 1, закрепленный на нижнем конце устройства, трубчатый элемент 2, выполненный в виде гофрированного шланга, реперы 3, корпуса 4 которых закреплены в трубчатом элементе, измерительный цилиндр 5, на внутренних стенках которого размещены измерительные электроды 6, электропровод щую жидкость 7, расположенную над поршнем 8 со штоком 9, снабженным направл ющими 10 и св занным с помощью шарнира 11с жестким элементом 12, который , в свою очередь, с помощью шарнира 13 св зан с корпусом соседнего репера, соединительные электрические провода, размещенные внутри трубчатого элемента 2 (не показаны), пространство между стенками скважины 14 и трубчатым элементом 2 заполнено сыпучим материалов 15, из которого состоит насыпной массив 16.The method is carried out using a device containing a load-bore 1 mounted on the lower end of the device, a tubular element 2 made in the form of a corrugated hose, bench marks 3, cases 4 of which are fixed in a tubular element, a measuring cylinder 5, on the inner walls of which electrodes 6, an electrically conducting fluid 7, located above the piston 8 with a rod 9 equipped with guides 10 and connected by means of a hinge 11 with a rigid element 12, which, in turn, is connected with the hinge 13 by means of a hinge 13 The reference frame, connecting electrical wires placed inside the tubular element 2 (not shown), the space between the walls of the borehole 14 and the tubular element 2 is filled with bulk materials 15, which makes up the bulk array 16.

Сущность способа заключаетс  в следующем . В насыпном массиве производ т бурение одной или нескольких скважин, в зависимости от участка массива, подлежащего контролю. Бурение производ т до достижени  скважиной основани  массива вThe essence of the method is as follows. One or several wells are drilled in a bulk mass, depending on the portion of the mass that is to be monitored. Drilling is done before the well reaches the bottom of the array in

случае, когда предусматриваетс  определение деформаций массива относительно основани . В том случае, когда необходимо определ ть деформации массива и его основани , скважины бур т до достижени  ими несжимаемых слоев сжимаемого основани  или до коренных кристаллических пород. После этого в скзажину опускают устройство с закрепленным на нем нижнем концеwhen it is foreseen to determine the deformations of the array relative to the base. In the case when it is necessary to determine the deformations of the massif and its base, the wells are drilled until they reach the incompressible layers of the compressible base or to the bedrock of crystalline rocks. After that, the device with the lower end attached to it is lowered into the skzazhin.

грузом- корем по достижению последним забо . Опускание устройства производ т по част м, одновременно наращива  его длину и выполн   коммутацию проводов непосредственно над скважиной. Длину жесткихcargo to achieve the latest slag. The lowering of the device is carried out in parts, simultaneously increasing its length and performing the commutation of the wires directly above the well. Length hard

элементов и секций трубчатой оболочки при этом выбирают в зависимости от необходимого рассто ни  между реперами , которое, в свою очередь, зависит от необходимости контрол  тех или иных слоевelements and sections of the tubular casing are selected depending on the required distance between the frames, which, in turn, depends on the need to control certain layers

массива и его основани .array and its base.

При наращивании устройства по длине шарниры, жесткие соединительные элементы и реперы располагают так, чтобы одноименные измерительные электроды всехWhen extending the device along the length, the hinges, rigid connecting elements and benchmarks are arranged so that the measuring electrodes of the same name are all

реперов располагались в двух вертикальных взаимно перпендикул рных плоскост х. В этих же плоскост х конструкцией шарниров предусматриваетс  возможность наклона реперов. От перекручивани  поршн  измерительного цилиндра относительно его корпуса предохран ют направл ющие штока. Таким образом производ т ориентирование реперов между собой и ориентирование всего устройства относительно сторон светаThe frames were located in two vertical mutually perpendicular planes. In the same plane of the hinge structure, it is possible to tilt the benchmarks. The rod guides prevent the piston of the measuring cylinder from twisting relative to its body. Thus, orientation frames are made between themselves and the orientation of the entire device relative to the cardinal points.

или геометрических элементов массива по расположению верхнего репера. Причем, задание азимутального положени  всего устройства выполн етс  путем поворотов его верхних конечных жестких элементов на необходимый угол. При опускании устройстваor geometric elements of the array by the location of the upper rapper. Moreover, setting the azimuthal position of the entire device is accomplished by turning its upper end rigid elements to the required angle. When lowering the device

в скважину поршни всех реперов наход тс  в крайнем нижнем положении, а гофрированна  герметична  оболочка - в раст нутом состо нии.into the well, the pistons of all frames are in the lowest position, and the corrugated sealed shell is in the stretched state.

После достижени  грузом- корем забо  скважины, а верхних элементов устройства - поверхности массива, производ т заполнение пространства между стенками скважины и герметичной оболочкой сыпучим материалом, который по физико-механическим параметрам сходен с материалом массива , или же непосредственно материалом массива. Дл  эффективного и полного заполнени  свободного пространства скважины производ т разнонаправленные движени  герметичной оболочки в вертикальной плоскости, используют вибратор, добавл ют воду и т.д. После этого верхний конец устройства закрепл ют на поверхности массива, производ т коммутацию измерительной панели и производ т исходное измерение. Через заданный промежуток времени (например, мес ц, три мес ца, полугодие и т.п.) производ т последующие измерение. По разнице исходного и последующего измерений суд т о величине и направлении деформации массива, произошедшей за данный отрезок времени.After the load reaches the wellbore, and the upper elements of the device, the surface of the array, the space between the walls of the well and the hermetic casing is filled with bulk material that is physically and mechanically similar to the material of the array or directly the material of the array. In order to effectively and completely fill the free space of the well, multidirectional movements of the hermetic shell in the vertical plane are made, a vibrator is used, water is added, etc. After that, the upper end of the device is fixed on the surface of the array, the metering panel is switched and the initial measurement is taken. After a specified period of time (for example, a month, three months, half a year, etc.), the next measurements are made. Based on the difference between the initial and subsequent measurements, the magnitude and direction of the array deformation over a given period of time is judged.

Измерени  состо т из определени  сопротивлени  сухой части каждого измерительного электрода 6, расположенной над электропроводной жидкостью 7 в каждом репере 3, т.е. в каждом измерительном цилиндре измер ют отдельно сопротивление каждой из четырех электрических цепей. В каждую такую электрическую цепь входит суха  часть измерительного электрода 6, электропроводна  жидкость 7, поршень 8. шток 9} соединительные провода (не показаны ). В данной цепи измерительный электрод  вл етс  переменным сопротивлением, величина которого зависит от уровн  электропроводной жидкости, положение которой , в свою очередь, зависит от наклона репера и от расположени  поршн  в цилиндре жидкостного инклинометра.Measurements consist of determining the resistance of the dry part of each measuring electrode 6 located above the electrically conductive liquid 7 in each frame 3, i.e. in each measuring cylinder, the resistance of each of the four electrical circuits is measured separately. Each such electrical circuit includes a dry part of the measuring electrode 6, an electrically conductive fluid 7, a piston 8. a rod 9} connecting wires (not shown). In this circuit, the measuring electrode is a variable resistance, the value of which depends on the level of the electrically conductive fluid, the position of which, in turn, depends on the tilt of the frame and on the location of the piston in the cylinder of the liquid inclinometer.

Использу  зависимостьUsing addiction

a-f.a-f.

где Л f - величина перемещени  уровн  электропроводной жидкости, м;where L f is the amount of movement of the level of the electrically conducting fluid, m;

A R - изменение сопротивлени  цепи, Ом;A R - change in circuit resistance, Ohm;

р- удельное электрическое сопротивление электрода, Ом/м, определ ют длину сухой части каждого электродаp-specific electrical resistance of the electrode, Ohm / m, determine the length of the dry part of each electrode

I L-Al, где I - длина сухой части электрода, м;I L-Al, where I is the length of the dry part of the electrode, m;

L- исходна  (первоначальна ) длина сухой части электрода, м;L- initial (initial) length of the dry part of the electrode, m;

Л I - величина перемещени  уровн  электропроводной жидкости, м, Определив таким образом длину сухойL I - the magnitude of the movement of the level of the electrically conductive fluid, m, thus determining the length of the dry

части каждого электрода, рассчитывают длину хода поршн  и наклон измерительного цилиндра в двух взаимно перпендикул рных вертикальных плоскост хparts of each electrode, calculate the stroke length and the slope of the measuring cylinder in two mutually perpendicular vertical planes

М + М + М + М M + M + M + M

L|4L | 4

где LI - ход поршн  1-го измерительного цилиндра, м;where LI is the piston stroke of the 1st measuring cylinder, m;

All.. .ДМ - величина перемещени  уровн  электропроводной жидкости относительно электродов № 1-4 i-ro измерительного цилиндра, мAll .. .ДМ - the magnitude of the movement of the level of the electrically conductive fluid relative to the electrodes No. 1-4 of the i-ro measuring cylinder, m

aAl i + AilaAl i + Ail

AAlt + MAAlt + M

Vi arctg-Ј-j-где 01,2 - углы наклона i-ro измерительного цилиндра в двух взаимно перпендикул рных плоскост х, град;Vi arctg-Ј-j-where 01.2 are the angles of inclination of the i-ro measuring cylinder in two mutually perpendicular planes, deg;

AI iAllj - величина перемещени  уровн  электропроводной жидкости относительно электродов № 1 и 3, лежащий в одной вертикальной плоскости, м;AI iAllj - the magnitude of the movement of the level of the electrically conducting fluid relative to the electrodes no. 1 and 3, lying in the same vertical plane, m;

- величина перемещени  уровн  электропроводной жидкости относительно электродов № 2 и 4, лежащих в одной вертикальной плоскости, перпендикул рной плоскости электродов № 1 и 3, м; - the amount of movement of the level of electrically conductive fluid relative to electrodes no. 2 and 4, lying in the same vertical plane, perpendicular to the plane of electrodes no. 1 and 3, m;

d - диаметр измерительного цилиндра, м.d - diameter of the measuring cylinder, m.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Величина перемещени  поршн  и углы наклона измерительного цилиндра непосредственно св заны с осадкой и смещением массива в различных сло х, так как породы массива 16 через материал 15 засыпки , который по своим физико-механическим свойствам аналогичен породам массива 16, воздействуют на трубчатый элемент 2, жестко св занный с корпусами реперов 3 (например, ст жными элементами ), Надежна  св зь с массивом обеспечиваетс  за счет гофрированной поверхности трубчатого элемента 2 и полного заполнени  свободного пространства скважины материалом 15. Перемещение того или иногоThe magnitude of the piston movement and the tilt angles of the measuring cylinder are directly related to the draft and displacement of the array in different layers, since the rocks of the array 16 through the backfill material 15, which is similar to the rocks of the array 16 through the physical and mechanical properties, rigidly connected to the frames of frames 3 (for example, tension elements), Reliable communication with the array is ensured due to the corrugated surface of the tubular element 2 and the complete filling of the free space of the well material 15. Moving or that

сло  пород относительно друг друга или всего насыпного массива относительно основани  приводит к перемещению всех реперов 3, попавших в зону деформации. При этом благодар  шарнирным соединени м 13 реперы 3 наклонены в двух взаимно перпендикул рных плоскост х.a layer of rocks relative to each other or the entire bulk mass relative to the base leads to the movement of all benchmarks 3 that fall into the deformation zone. Here, thanks to the hinged joints 13, the frames 3 are inclined in two mutually perpendicular planes.

Кроме того, благодар  гофрированным стенкам трубчатой оболочки 2 устройство воспринимает сжатие пород по вертикали, т.е. осадку массива, в результате которой в сжимающихс  сло х происходит укорочение всего става. При этом происходит сжатие трубчатой оболочки 2 и за счет жесткости соединительных элементов 12 штоки 9 с поршн ми 8 перемещаютс  по измерительным цилиндрам 5 и измен ют положение электропроводной жидкости 7 относительно измерительных электродов 6.In addition, due to the corrugated walls of the tubular casing 2, the device perceives the compression of rocks vertically, i.e. the draft of the array, as a result of which the contraction of the entire rod is shortened in compressible layers. When this happens, the tubular casing 2 is compressed and due to the rigidity of the connecting elements 12, the rods 9 with the pistons 8 move along the measuring cylinders 5 and change the position of the electrically conductive fluid 7 relative to the measuring electrodes 6.

Определив углы наклона устройства в точках размещени  реперов и по известным длинам секций аналитически рассчитывают или графически стро т положение репер- ных точек. В последующих измерени х по изменению углов наклона и средним перемещени м поршней измерительных цилиндров определ ют величину смещений и осадку массива в каждой реперной точке. Учитыва  ориентирование устройства относительно сторон света или геометрических элементов всего массива, производ т определение результирующих векторов его деформации в каждой реперной точке.Having determined the angles of inclination of the device at the points where the frames are located and from the known section lengths, the position of the reference points is calculated analytically or graphically. In subsequent measurements, the magnitude of the displacements and the draft of the array at each reference point are determined from the change in the angles of inclination and the average displacement of the pistons of the measuring cylinders. Taking into account the orientation of the device relative to the cardinal points or geometric elements of the entire array, the resulting vectors of its deformation at each fixed point are determined.

Claims (1)

1. Способ определени  деформаций массива насыпных пород, включающий бурение скважин, размещение в них герметичной оболочки, внутри которой устанавливают на заданном рассто нии друг от друга реперы, чувствительные к смещению массива, заполнение пространства между 1 стенками скважины и герметичной оболочкой сыпучим материалом, регистрацию смещений реперов в двух взаимно перпендикул рных направлени х горизонтальной1. A method for determining the deformations of an array of bulk rocks, including drilling wells, placing a hermetic shell inside them, within which repers are set at a given distance from each other, sensitive to the displacement of the array, filling the space between 1 wall of the well and the hermetic shell with loose material, registering displacements frames in two mutually perpendicular horizontal directions плоскости и сопоставление результатов исходных и последующих измерений, по которым суд т о деформации массива.о т л и ч а ю- щ и и с   тем, что, с целью повышени plane and comparing the results of the initial and subsequent measurements, which are judged on the deformation of the array. достоверности определени  деформаций и получени  более полной информации о состо нии массива, дбполнительно определ ют направление смещени  реперов и одновременно производ т регистрациюthe accuracy of determining the deformations and obtaining more complete information on the state of the array, in addition to determine the direction of displacement of the frames and at the same time register осадки массива, и по полученным результатам суд т о направлении и величине деформации массива.precipitation of the array, and according to the results obtained, the direction and magnitude of the deformation of the array are judged. 2, Устройство дл  определени  деформаций массива насыпных пород, содержащее расположенный вдоль скважины ,трубчатый элемент с размещенными внутри него реперами, каждый из которых содержит корпус, диэлектрический измерительный цилиндр с электропроводной жидкостью, на внутренних стенках которого размещены измерительные электроды в двух взаимно перпендикул рных вертикальных плоскост х, отличающеес  тем, что, с целью повышени 2, A device for determining deformations of an array of bulk rocks, comprising a tubular element located along the well, with repertoires located inside it, each of which contains a housing, a dielectric measuring cylinder with an electrically conductive liquid, on the inner walls of which there are measuring electrodes in two mutually perpendicular vertical planes x, characterized in that, in order to increase достоверности определени  деформаций и получени  более полной информации, трубчатый элемент выполнен гофрированным с возможностью деформации вдоль продольной оси, а измерительный цилиндр снабжен поршнем со штоком, соединенным с помощью карданных шарниров и жесткого соединительного элемента с корпусом последующего репера, причем электроды измерительных цилиндров расположеныthe accuracy of determining the deformations and obtaining more complete information, the tubular element is made corrugated with the possibility of deformation along the longitudinal axis, and the measuring cylinder is equipped with a piston with a rod connected with cardan joints and a rigid connecting element with the body of the subsequent frame, and the electrodes of the measuring cylinders are located вдоль четырех взаимно перпендикул рных вертикальных линий, лежащих в двух взаимно перпендикул рных плоскост х, совпадающих с плоскост ми действи  шарниров, кроме того, конец нижнего жесткого элемента снабжен грузом- корем.along four mutually perpendicular vertical lines lying in two mutually perpendicular planes coinciding with the planes of action of the hinges, in addition, the end of the lower rigid element is provided with a load shell. Фи&1Fi & 1 А-АAa
SU894646888A 1989-02-06 1989-02-06 Method and apparatus for measuring deformation of stockpiles muck SU1661418A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894646888A SU1661418A1 (en) 1989-02-06 1989-02-06 Method and apparatus for measuring deformation of stockpiles muck

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894646888A SU1661418A1 (en) 1989-02-06 1989-02-06 Method and apparatus for measuring deformation of stockpiles muck

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1661418A1 true SU1661418A1 (en) 1991-07-07

Family

ID=21427118

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU894646888A SU1661418A1 (en) 1989-02-06 1989-02-06 Method and apparatus for measuring deformation of stockpiles muck

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1661418A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР Ms 773266, кл. Е 21 С 39/00, 1979, Авторское свидетельство СССР № 1044785, кл. Е 21 С 39/00, 1982. Авторское свидетельство СССР NJ 1548435, кл. Е 21 С 39/00, 1990. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7296363B2 (en) Shape-acceleration measurement device and method
CN107144256A (en) A kind of 3 D deformation measurement apparatus and system
KR100430026B1 (en) A slope measurement device and slope behavior-data collection method used thereby
CN207936932U (en) A kind of 3 D deformation measuring device and system
CA1155178A (en) Detecting and measuring the position of a break in solid formations
SU1661418A1 (en) Method and apparatus for measuring deformation of stockpiles muck
US6370784B1 (en) Tiltmeter leveling mechanism
RU2066749C1 (en) Method for determination of wellbore inclination and direction of cased well
CN207728358U (en) Multi-parameter sensor based on downhole testing
US3404460A (en) Earth movement measuring apparatus
SU1548435A1 (en) Method and apparatus for determining the shifting of bulk-filled muck body
CN108225431A (en) For the multi-parameter sensor and method of mining Subsidence Area, slip mass to be observed continuously
SU874867A1 (en) Device for measuring deformation of landslide layers of soil mass
CN113914281A (en) Soft soil geological exploration method
CN1955728A (en) Rock micro-electric scanning imaging system and imaging method
EP0438392B1 (en) Apparatus and method for measuring borehole deviation
Singh et al. Prediction and monitoring of ground movement in an opencast mine by model study
SU1298296A1 (en) Method of determining strain in body of earth structure and at its foundation
SU1076527A1 (en) Apparatus for determining physical and mechanical propetries of soil
RU2014386C1 (en) Method and device for ground tests with stamp
Zhang A low-cost electrolytic tiltmeter for measuring slope deformation
SU811068A1 (en) Liquid strain gauge
SU885427A1 (en) Device for measuring layer-wise deformation of soil
SU474619A1 (en) Device for measuring displacement of rocks in the massif
CN107817069A (en) Exploration engineering soft rock detecting earth stress device