Оценка напряженного состояния массива на основе визуального обследования горных выработок - Полевые методы изучения естественного напряженного состояния скальных грунтов

Визуальное обследование горных выработок позволяет получить предварительные представления о структуре поля напряжений в пределах изучаемого месторождения. Одним из критериев успешной оценки является высокий уровень напряжений на контуре выработок. Обычно такие напряжения должны превышать половину предела прочности пород на сжатие.

При помощи визуального обследования возможно решить следующие задачи: определение характера напряженного состояния массива (его принадлежность к гидростатичному или негидростатичному состоянию); определение приближенного направления максимального напряжения у1; оценка однородности поля напряжений на различных участках, в частности, с изменением глубины.

К объектам визуального осмотра относятся горизонтальные, вертикальные и наклонные незакрепленные горные выработки, а так-же буровые скважины, находящиеся вне зоны влияния очистных работ. При осмотре основным показателем проявления горного давления служат локальные разрушения горных пород на контурах выработок.

Для гидростатического напряженного состояния характерны равномерные нарушения пород на кровле и стенках выработок. При этом области разрушений не зависят от выбора направления в горизонтальной плоскости. Отклонения в равномерности разрушений могут быть связаны с высокой трещиноватостью и слоистостью пород, что также устанавливается в процессе визуального осмотра.

Для негидростатического напряженного состояния характерно преимущественное разрушение стенок или кровли горизонтальных горных выработок различной направленности.

При оценке направления максимального напряжения в горизон-тальной плоскости визуальному осмотру подлежат незакрепленные вертикальные горные выработки. В случае достаточно большого значения у1 может иметь место хрупкое разрушение пород в стенках таких выработок на участках, простирание которых близко к направлению действия максимального главного напряжения. Пример расположения таких нарушений приведен на рис. 1.1

Вертикальное или горизонтальное направление у3 возможно также оценить с помощью визуальной оценки хрупких разрушений на контуре горизонтальных одиночных выработок. При вертикальном направлении у3 зоны разрушений будут находиться на стенках выработок, а при горизонтальном - в кровле.

Рис. 1.2. Схема расположения зон разрушений в вертикальной выработке: 1, 2 - зоны локальных разрушений

По материалам (Шкуратник, Николенко, 2012)

Оценка напряженного состояния массива по дискованию керна в скважинах. Как правило, наибольший интерес представляет максимальное из главных напряжений, действующих в определенной области мас - сива. Такое напряжение численно можно определить по формуле при наблюдении хрупкого разрушения участков горных выработок

Где уМ - напряжения в массиве; усж - предел прочности образцов при одноосном сжатии.

Коэффициент в знаменателе выражения (1) является произведением приближенных значений коэффициента К1Перехода от прочности пород в образце к прочности пород на контуре выработки и коэффициента К2 Концентрации напряжений на контуре выработки.

В случае, когда при бурении скважин происходит дискование керна его дробление на разные по толщине диски, значение максимального сжимающего напряжения может быть оценено по формуле.

Пример дискования керна приведен на рис. 1.3. В этом случае эмпирический коэффициент 2 учитывает переход от напряжений на торце скважины к напряжениям в массиве. Более детальный анализ конкретных геологических условий может привести к нахождению конкретных корреляционных зависимостей между толщиной получа-емых дисков и действующими в массиве напряжениями.

Рис. 1.3. Пример дискования керна По материалам (Шкуратник, Николенко, 2012)

Похожие статьи




Оценка напряженного состояния массива на основе визуального обследования горных выработок - Полевые методы изучения естественного напряженного состояния скальных грунтов

Предыдущая | Следующая