Метод буровых скважин

Лекция 21.11.18

Метод буровых скважин

Он основан на измерении изменений параметров скважин во времени с последующим перерасчетом этих измерений в величины изменений напряжений с помощью теории упругости. Для реализации этих методов необходимо следующее оборудование

[pic 1]

(1) шахтная буровая установка с набором штанг (2) для бурения скважин заданного диаметра и на заданную глубину. Измерительный прибор (3) и устройство (4) для размещения прибора в заданной точки скважины. Конструкция прибора (3) определяется задачами исследований и обеспечением необходимой точности измерений.

Примеры реализации скважинного метода

[pic 2]

(1) для измерения изменений диаметра скважины 1 используют устройство, состоящее из двух дугообразных элементов (2) и (3), соединенных меж собой шарниром (4). Измеритель реостатного типа выполнен в виде подвижного элемента (5) в форме шарика, размещенного между элементами (2) и (3) и неподвижного контакта (6), закрепленного на элементе (3). Пружина (7) и шарик (5) обеспечивают постоянный контакт элементов (2), (3) с точками стенки скважины. Положение датчика и его ориентировка, относительно оси скважины, задается устройством (8). При изменении диаметра скважины происходит взаимный поворот дугообразных элементов и перемещение подвижного контакта (5) относительно контакта (6). По показаниям этого реостатного датчика с учетом конструктивных особенностей, определяют изменение диаметра скважины, и по известным формулам теории упругости, с учетом физико-механических свойств породы, вычисляют изменение величины горного давления. При необходимости устройство перемещают в новое положение и меняю его ориентировку.

[pic 3]

В отличие от предыдущего устройства, фиксирующего изменения диаметра скважины в выбранной точке, данное устройство обеспечивает наблюдение за изменениями диаметра скважины по всей выбранной длине скважины. Устройство размещают в скважине 1 по ее оси. Устройство состоит из винта 2, на котором установлены ползуны 3 и 4, один из которых (3) посажен свободно, другой (4) связан с резьбой винта. На ползунах установлены два двухзвеника, со звеньями (5) и (6) и (7,8). Центральные звенья двухзвенника контактируют со стенками скважины. Между звеньями установлен датчик их взаимного перемещения, например реостатного типа, с неподвижным (9) и подвижным (10) контактами. Вращение винта осуществляет реверсивный привод 11. При включении привода 11 винт 2 перемещает подвижную группу датчика вдоль оси скважины. В местах изменения диаметра скважины шарниры изменяют взаимное положение ползунов 3 и 4, что фиксируется датчиком 9, 10 с последующим определением изменения диаметра скважины соответствующей зоне. По измеренным данным выстраивают эпюру действующей нагрузки P по длине скважине l. По длине измеряемого участка концевые выключатели (не показаны) меняют направление вращения двигателя и начинают двигаться в обратном направлении. Измерения осуществляются в непрерывном или дискретном режимах.

[pic 4]

Для измерения изменений состояния скважин по ее сечению используют датчики, которое размещаю в скважине 1 в одном ее сечении на общем базовом элементе 2. Датчики 3 ориентируют в сечении скважины таким образом, чтобы каждый из них регистрировал изменения радиуса скважины в выбранном направлении. Это позволяет наблюдать за изменениями нагрузки вокруг скважины в разных интересующих исследователя направлениях.

Определение параметров зоны разрушенных пород

Метод визуального наблюдения за состоянием массива. Наиболее простыми методами определения зон нарушенности пород являются те, которые не нарушают массив. К числу таких методов относятся метод измерения телескопическими стойками.

[pic 5]

На стенках выработки 1, меж кровлей и почвой, устанавливают контрольные марки 2 и 3 оппозитно друг другу и между ними размещают измерительную стойку 4 с датчиком перемещений 5 (например, индикатором часового типа). Снимают нулевое показание датчиком и периодически фиксируют изменения расстояния между кровлей и почвой выработки. В местах проведения очистных работ устанавливают группу измерительных стоек вдоль выработки, что позволяет оценивать изменение расстояния (деформацию) выработки в связи с ведением горных работ.