SU711287A1

SU711287A1 - Способ определени полных напр жений в горных породах

Info

Publication number: SU711287A1
Application number: SU742028311A
Authority: SU
Inventors: Геннадий Иванович Кулаков
Original assignee: Институт Горного Дела Со Ан Ссср
Priority date: 1974-05-23
Filing date: 1974-05-23
Publication date: 1980-01-25

Description

Изобретение относится к способам измерения напряжений в горных породах .

Известны способы измерения напря- , жений в массиве горных пород методом разгрузки, методом разности давлений, методом буровых скважин, геофизическими методами [1].

Недостатками указанных способов j являются их сложность и в большинстве случаев недостаточная точность.

Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому результату является способ определения полных напряжений пород, включающий бурение измерительной скважины и па’раллельно ей, по крайней мере, одной разгрузочной скважины [2]. При этом по деформациям измерительной скважины, вызван- ²ным бурением разгрузочной скважины, судят о полных напряжениях в горной, породе.

Основные недостатки этих способов в том, что в случаях, когда направления действия главных напряжений в породе неизвестны, разгрузочную скважину приходится располагать произвольно относительно этих направлений, в результате чего точность измерений ’ оказывается низкой. Кроме того, для пересчета замеренных деформаций породы требуется специально определять модуль упругости и коэффициент Пуансона породы в месте измерения, что усложняет измерения.

Целью изобретения является упрощение способа и повышение точности измерений.

Это достигается тем, что в измерительную скважину устанавливают кольцевой фотоупругий датчик напряжений и по оптической картине, возникающей за счет бурения разгруэочной скважины, определяют направления главных напряжений в породе, после чего бурят вторую измерительную скважину, параллельную первой, в которую устанавливают кольцевой фотоупругий ” датчик напряжений, затем вблизи второй измерительной скважины параллельно ей бурят, по крайней мере, еще -одну дополнительную разгрузочную сквас жину в направлении одного из главных напряжений в породе, после чего по показаниям второго фотоупругого датчика определяют величину главных напряжений в массиве.

На чертеже приведено расположение θ измерительных и разгрузочных скважин в случае бурения по одной разгрузочной скважине у каждой из измерительных .

Сущность способа заключается в том, что в месте измерений, например в стенке горной выработки, бурят две измерительные скважины 1 и 2, располагая их в одинаковых условиях относительно исследуемого поля напряжений (на одинаковой.высоте от кровли и почвы, на одинаковую глубину и т.п.). Расстояние между скважинами 1 и 2 выбирается из условия, чтобы исключить их взаимное влияние одну на другую, так и влияние дополнительных скважин, пробуриваемых У одной из них на другую. В измерительной скважине 1 устанавливают кольцевой фотоупругий датчик напряжений 3, приклеивая его к ее стенкам. Аналогичный датчик 4 устанавливают в скважине 2 и приклеивают к стенкам последней. Затем вблизи измерительной скважины 1 бурят разгрузочную скважину 5, что приводит к перераспределению напряжений в породе вокруг скважины 1 с установленным в ней датчиком 3. Вследствие этого в последнем возникают механические напряжения,пропорциональные полным напряжениям в по- роде. По наблюдаемой в датчике 3 оптической картине, обусловленной возникшими в нем напряжениями, определяют направления главных напряжений в породе,например,путем сравнения наблюдаемой оптической картины с набором стандартных фотографий такой же картины, полученных при лабораторном тарировании.

По направлению меньшего из главных напряжений, .действующих в породе, бурят дополнительную разгрузочную скважину 6 вблизи измерительной > скважины 2. в результате вызванного этим перераспределения напряжений в породе в датчике 4 возникают напряжения, пропорциональные полным напряжениям в породе. По оптической карти- 45 не в этом датчике судят о величине напряжений в массиве горной породы.

Поскольку дополнительная разгрузочная скважина 6 расположена относительно измерительной скважины 2 так, что линия, соединяющая их центры, совпадает с направлением меньшего главного напряжения в породе, то датчик 4 оказывается в области наибольших концентраций напряжений, вызванных бурением разгрузочной сква_ жины 6 и поэтому в нем возникают ·* наибольшие возможные в данных ус-.· ловиях напряжения. Это позволяет более точно определить величину напряжений в породе.

. Точность измерений можно дополнительно повысить, если бурить не одну дополнительную разгрузочную скважину 6, а две такие скважины, располагая их по разные стороны от измерительной скважины 2 на одинаковом от нее расстоянии.

Claims

Формула изобретения

20 Способ определения полных напряжений в горных породах, включающий бурение измерительной скважины и параллельно ей, по крайней мере, одной разгрузочной скважины, о т л и 25 чающийся тем, что, с целью упрощения способа и повышения точности измерений, в измерительную скважину устанавливают кольцевой фотоупругий датчик напряжений и по оптической картине, возникшей за счет бурения разгрузочной скважины, определяют направления главных напряжений в породе, после чего бурят вторую измерительную скважину, параллельную первой, в которую устанавливают кольцевой фотоупругий датчик напряжений, затем вблизи второй измерительной скважины параллельно ей бурят, по крайней мере, еще одну дополнительную разгрузочную скважину в направлении одного из главных напряжений в породе, после чего по показаниям второго фотоупругого датчика определяют величину главных напряжений в массиве.