SU1745929A1

SU1745929A1 - Способ определени коэффициента запаса устойчивости горного массива

Info

Publication number: SU1745929A1
Application number: SU904878966A
Authority: SU
Inventors: Владимир Петрович Волощенко; Владимир Лукич Билозор; Валентин Дмитриевич Запорожец; Вололен Фролович Корчаков; Альберт Викентьевич Недзвецкий; Владимир Валентинович Цариковский; Игорь Александрович Ященко
Original assignee: Научно-исследовательский горно-рудный институт
Priority date: 1990-10-31
Filing date: 1990-10-31
Publication date: 1992-07-07

Abstract

Использование способа позвол ет повысить достоверность. Измер ют интенсивность и частоту фоновой акустической эмиссии от естественных напр жений. Производ т измерени акустической эмиссии при производстве взрыва горных пород. Измер ют врем затухани после взрыва до установлени фонового уровн акустической эмиссии. Определ ют величину коэффициента запаса устойчивости по расчетной формуле, в которую включены угол внутреннего трени горных пород, максимальна интенсивность акустической эмиссии , возникающей под действием взрьТва, и продолжительность затухани акустической эмиссии.

Description

Изобретение относитс к горной промышленности и может быть использовано при определении устойчивости участков горного массива бортов карьеров, откосов, уступов, целиков, потолочин и т.д. при открытой и подземной отработке полезных ископаемых .

Известен сейсмоакустический способ прогноза устойчивости массива, заключающийс в регистрации и анализе распростран ющихс в массиве упругих импульсов акустической эмиссии.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению вл етс способ определени коэффициента запаса устойчивости горного массива, включающий измерени в массиве горных пород величин и частоты акустических эмиссий, возникающих от естественных напр жений в массиве и от приложенных к

нему дополнительных нагрузок, и оценку устойчивости массива в зависимости от величины и частоты импульсов акустической эмиссии.

Недостатком этого способа вл етс следующее. Дл определени устойчивости участков горного массива необходимо бурить множество скважин в разных местах, т.е. дл каждого места измерени необходимо бурить свои скважины. При этом бурение скважин в массиве не везде возможно. Кроме того, сигналы, возникающие при бурении скважин, намного интенсивнее, чем сигналы акустической эмиссии. Это затрудн ет измерение акустической эмиссии, на основании которого суд т об устойчивости массива . Большим недостатком вл етс также то, что при этом способе можно измер ть акустическую эмиссию только в непосредственной близости от места бурени скважи 4 СЛ О

ю о

ны. В известном способе не учитываетс врем затухани акустической эмиссии, а это зависит также от устойчивости горного массива. Все это отрицательно сказываетс на достоверности определени устойчиво- сти горного массива.

Цель изобретени - повышение достоверности определени устойчивости массива за счет возможности измерени акустической эмиссии одновременно на больших площад х, а также с учетом времени восстановлени естественного фона акустической эмиссии.

Поставленна цель достигаетс тем, что в способе определени коэффициента зала- са устойчивости горного массива, преимущественно скального, включающем измерени в массиве горных пород величин и частоты акустических эмиссий, возникающих от естественных напр жений в массиве и от приложенных к нему дополнительных нагрузок, и оценку устойчивости массива в зависимости от величины и частоты импульсов акустической эмиссии, в качестве дополнительных нагрузок дл возбуждени акустической эмиссии в массиве используют взрывы по отбойке руды, замер ют врем затухани после взрывов по отбойке руды до фонового уровн этой эмиссии, и коэффициент запаса устойчивости массива определ ют из выражени

Yc tg2 р (е43-01 п2 + е-0 02 2 + ) +

Ч.(е-°-01Т +е-°-02Т+,е-ю-озт), где уз- угол внутреннего трени горных по- род, град;

П2 - максимальна интенсивность акустической эмиссии, возникающей под действием взрыва, имп./мин;

Т - продолжительность затухани дофо- нового уровн акустической эмиссии, мин.

Способ осуществл етс следующим образом .

На массиве устанавливают датчики приема импульсов акустической эмисии, напри- мер ЗИР-3, ЗИР-5М, пьезоэлектрический геофон. В качестве регистрирующих приборов используютс шестиканальные самописцы типа Н338-6П. Вначале измер ют фон акустической эмиссии до проведени взрыва по отбойке руды. Потом производ т замеры и фиксацию величины акустической эмиссии непосредственно после взрыва горных пород. Одновременно с этим замер ют и фиксируют врем от момента взрыва до восстановлени естественного фона величины акустической эмиссии.

В первоначальный период после взрыва величина акустической эмиссии будет значительно больше естественного фона до

взрыва. С течением времени акустическа эмисси будет уменьшатьс и достигнет по- сто ннрй величины естественного фона. Естественный фон акустической эмиссии после взрыва на устойчивом участке пород через некоторое врем будет меньше в св зи с перераспределением напр женного состо ни в массиве. В неустойчивом массиве акустическа эмисси , как правило, будет больше, так как взрывы в неустойчивых породах вызывают интенсивное перераспределение напр жений в массиве.

На основании проведенных замеров получают величину максимальной, интенсивности акустической эмиссии п и определ ют врем затухани пиковых значений акустической эмиссии до фонового уровн Т. По приведенному выражению определ ют коэффициент запаса устойчивости горного массива:

Если YC 1, то массив устойчив.,

Если Yc 1, то массив неустойчив.

Приведенное выражение получено по результатам промышленных испытаний при определении устойчивости горного массива в зависимости от различной интенсивности и продолжительности акустической эмиссии .

Пример 1. На одном из участков карьера вначале замер ли естественный фон акустической эмиссии горного массива. Он составил m 8 импульсов в минуту. Потом замер выполн ли сразу после взрыва горных пород. Повле взрыва интенсивность акустической эмиссии составила па- 80 импульсов в минуту. Естественный фон восстановилс через Т 60 мин. Угол внутреннего трени пород в этом районе составил р 33°. По выражению определили коэффициент запаса устойчивости массива, равный 0,73.

Расчетный коэффициент запаса устойчивости меньше 1. Следовательно, массив неустойчив после взрывов горных пород.

Пример 2. На другом участке карьера при замерах установлены следующие данные: фон акустической эмиссии до взрыва щ 3 импульса в минуту; величина акустической эмиссии сразу после взрыва П2 32 импульса в минуту; врем восстановлени до естественного фона Т 16 мин; угол внутреннего трени в породах . Коэффициент запаса устойчивости массива, определенный по выражению, равен 1,6.

Расчетный коэффициент запаса устойчивости больше 1. Следовательно, массив устойчив после взрывов горных пород.

Преимущества изобретени заключаютс в том, что благодар повышению надежности и достоверности определени коэффициента запаса устойчивости участков массива горных пород можно более надежно и достоверно определить веро тность возникновени внезапных обрушений массивов горных пород, оценить результаты меропри тий, направленных на повышение устойчивости массивов, более правильно определить режимы ведени горных работ, что имеет важное значение дл обеспечени безопасных условий работ и предупреждени травматизма.

Claims

Формула из обретени Способ определени коэффициента запаса устойчивости горного массива, включающий измерение в массиве горных пород интенсивности акустических эмиссий, возникающих от естественных напр жений в массиве и от приложени к нему дополнительных нагрузок, и оценку устойчивости массива по параметрам импульсов акустической эмиссии, ОТЛИУЭЮЩИЙСЯ тем.

0

5

0

что, с целью повышени достоверности определени коэффициента запаса устойчивости за счет возможности измерени акустической эмиссии одновременно на больших площад х, предварительно определ ют коэффициент трени горных пород, в качестве дополнительных нагрузок используют взрывы по отбойке горных пород, измер ют врем затухани после взрывов до установлени фонового уровн акустической эмиссии, а коэффициент запаса устой- чивости массива определ етс из. выражени

Yc tg (е °-01п2 I e ° 02n2 + ) +

+ (е 01Т+е-° 02Т+е-) °зт). где (р-угол внутреннего трени горных пород , град;

П2 - максимальна интенсивность акустической эмиссии, возникающей под действием взрыва, имп./мин;

Т - продолжительность затухани дофо- нового уровн акустической эмиссии, мин.