×
10.02.2015
216.013.2419

Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРИРОДНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ В МАССИВЕ ГОРНЫХ ПОРОД

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к способам определения природных напряжений в массиве горных пород, которые используются в качестве граничных условий при расчете напряжений в горных конструкциях и элементах систем разработки для оценки их устойчивости. Технический результат заключается в повышении точности прогнозирования напряжений на нижние горизонты в будущем времени и при использовании результатов измерений в прошедшем времени на верхних горизонтах. Способ включает измерение напряжений в массиве горных пород за пределами зоны влияния очистных (горных) работ на различной глубине при использовании подземных выработок, построение графиков (зависимостей) изменения полученных главных напряжений с глубиной. Для повышения точности прогнозирования напряжений, в том числе и на глубине горизонта, каждое из главных напряжений разделяют на постоянную и переменную (пульсирующие) во времени составляющие. Получают зависимость изменения постоянных составляющих с глубиной, находят закономерность изменения переменных (пульсирующих) напряжений во времени, затем суммируют эти составляющие на требуемой глубине и в нужное время. 2 ил., 1 табл.

Изобретение относится к способам определения природных напряжений в массиве горных пород, которые используются в качестве граничных условий при расчете напряжений в горных конструкциях и элементах систем разработки для оценки их устойчивости.

Известен способ определения природных напряжений, основанный на гипотезах их формирования только под действием гравитационных сил [1]. По гипотезе А. Гейма природные напряжения не превышают силы тяжести столба налегающих пород:

где σz - вертикальная составляющая, МПа;

σx, σy -горизонтальные составляющие, МПа;

γ - удельный вес налегающих пород, МН/м3;

H - мощность налегающих пород, м.

По гипотезе А.Н. Динника горизонтальные составляющие зависят от бокового распора вертикальных напряжений λ

где ,

µ - коэффициент Пуассона.

Недостатком известных способов является то, что они не учитывают воздействие тектонических сил, которые участвуют в формировании горизонтальных природных напряжений.

Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому результату являются разнообразные способы непосредственного измерения напряжений в исследуемых массивах горных пород, основанные на частичной и полной разгрузке массива и его гидроразрыве [1].

В результате экспериментальных работ получаем

где σтх, σту - тектонические напряжения, действующие по осям X и Y.

Недостатком известных способов является то, что тектонические силы включают постоянную (не зависит от времени измерения) и переменную составляющие, которая периодически изменяется во времени с цикличностью 3,5 года, 11 лет, 90 лет и т.п.

Однако все известные способы при производстве измерений и обработке результатов не позволяют разделять эти составляющие и полученный результат характеризует напряженное состояние массива только в момент измерения и при использовании этих данных через 5, 10 и 11 лет ошибки при расчете устойчивости горных конструкций могут достигать значительной величины.

Целью изобретения является повышение точности прогнозирования напряжений на нижние горизонты в будущем времени и при использовании результатов измерений в прошедшем времени на верхних горизонтах.

Указанная цель достигается тем, что определенные известными способами главные напряжения разделяют на постоянную и переменную (пульсирующую) во времени составляющие

так как σхтп≈σутптп, получают зависимость изменения постоянных составляющих с глубиной, находят закономерность изменения переменных (пульсирующих) напряжений во времени на рассматриваемом месторождении или принимают их как средние по региону, а затем суммируют эти составляющие на требуемой глубине и в нужное время.

Ситуация облегчается тем, что σтп присущи всей земной коре и величина их одинакова как на Урале, так и для всего земного шара [2]. Деформация земной коры и связанные с ней σтп на Урале и на вулканических островах Тихого, Индийского и Атлантического океанов в экваториальной зоне, на которых находятся станции коррекции спутников GPS, отличаются не более чем на 5%.

В качестве примера рассмотрим условия определения и прогнозирования природных напряжений на Гайском подземном руднике, где природные напряжения измеряли методом щелевой разгрузки, σтп определяли на специальном полигоне в околоствольном дворе на гор. 830 м.

Гор., м Год Измеренные Постоянные σпiσтп
σz σx σy σтп σy
830 1998 -22 -40 -19 -7 -33 -12
910 2004 -25 -42 -20 -4 -38 -16
1070 2008 -33 -49 -32 -9 -40 -23

На рис.1 представлены графики изменения постоянных составляющих напряжений с глубиной, а на рис.2 - графики изменения σтп с 1998 г. и по 2013 г. с прогнозом до 2020 г. на рудниках городов Краснотурьинск, Нижний Тагил, Березовский и Гай.

Источники информации

1. Ральникова М.В., Зотеев О.В. Геомеханика: Учебное пособие. - М.: Издательский дом «Руда и Металлы, 2003. - 240 с.

2. Зубков А.В. Периодическое расширение и сжатие Земли как вероятный механизм природных катаклизмов. - Литосфера, 2013. №2, с.145-156.


СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРИРОДНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ В МАССИВЕ ГОРНЫХ ПОРОД
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРИРОДНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ В МАССИВЕ ГОРНЫХ ПОРОД
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 48.
10.11.2013
№216.012.7e8b

Карьер

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано на карьерах, разрабатываемых с использованием автомобильно-конвейерного транспорта полезного ископаемого из карьера на дробильно-конвейерную фабрику. Техническим результатом является снижение затрат на разработку карьера за...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498068
Дата охранного документа: 10.11.2013
27.06.2014
№216.012.d875

Автомобильный съезд в карьере

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при открытой разработке месторождений полезных ископаемых. Техническим результатом является сокращение затрат на разработку карьера за счет упрощения работ по формированию его конечного борта и уменьшения объема выемки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002521191
Дата охранного документа: 27.06.2014
27.06.2014
№216.012.d9d5

Способ переработки магнезитодоломитового сырья

Изобретение относится к горно-перерабатывающей промышленности и может быть использовано при утилизации отходов добычи и обогащения магнезитовых руд. Способ переработки магнезитодоломитового сырья включает измельчение сырья, классификацию и последующее выщелачивание магния кислотой. Из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002521543
Дата охранного документа: 27.06.2014
10.07.2014
№216.012.da7b

Способ полусамоизмельчения преимущественно ферромагнитного сырья

Изобретение относится к измельчению преимущественно ферромагнитного сырья и может быть использовано в процессах переработки магнетитовых и сульфидных руд, содержащих магнетит, пирротин - минералы с высокой магнитной восприимчивостью. Способ заключается в применении, как минимум, одной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002521709
Дата охранного документа: 10.07.2014
20.09.2014
№216.012.f597

Способ открытой разработки крутопадающих месторождений площадной формы

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при открытой разработке крутопадающих месторождений площадной формы. Техническим результатом является снижение текущего коэффициента вскрыши в первоначальный период разработки месторождения. Способ включает формирование...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002528704
Дата охранного документа: 20.09.2014
20.09.2014
№216.012.f5b2

Способ открытой разработки крутопадающих месторождений с внутренним отвалообразованием

Изобретение относится к открытой разработке месторождений полезных ископаемых. Техническим результатом является уменьшение расстояний внутренних перевозок вскрышных пород из рабочей зоны во внутренний отвал. Способ, при котором карьер по длине делят на очереди, из которых первую отрабатывают до...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002528731
Дата охранного документа: 20.09.2014
27.11.2014
№216.013.0a1c

Способ открытой разработки крутопадающих месторождений площадной формы

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при открытой разработке крутопадающих месторождений площадной формы. Технологическим результатом является снижение текущего коэффициента вскрыши в первоначальный период разработки месторождения. Способ включает формирование...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002533996
Дата охранного документа: 27.11.2014
27.11.2014
№216.013.0b49

Способ проведения крутой траншеи

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при вскрытии глубоких горизонтов карьеров. Техническим результатом является повышение эффективности разработки. Способ предусматривает проведение крутой траншеи с помощью колесного погрузчика и автомобильного транспорта, способного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002534297
Дата охранного документа: 27.11.2014
27.11.2014
№216.013.0b4d

Способ отработки крутопадающих рудных месторождений

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при разработке крутопадающих рудных месторождений. Рудную залежь по высоте разделяют на ярусы. Месторождение вскрывают на всю глубину или на глубину разведанных запасов и отрабатывают в восходящем порядке. Нижний и все вышележащие...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002534301
Дата охранного документа: 27.11.2014
27.11.2014
№216.013.0b51

Способ вскрытия глубоких карьеров

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при открытой разработке месторождений полезных ископаемых. Техническим результатом является повышение эффективности разработки глубокозалегающих месторождений. Способ включает проведение по границе рабочего и конечного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002534305
Дата охранного документа: 27.11.2014
Показаны записи 1-10 из 35.
10.11.2013
№216.012.7e8b

Карьер

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано на карьерах, разрабатываемых с использованием автомобильно-конвейерного транспорта полезного ископаемого из карьера на дробильно-конвейерную фабрику. Техническим результатом является снижение затрат на разработку карьера за...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498068
Дата охранного документа: 10.11.2013
27.06.2014
№216.012.d875

Автомобильный съезд в карьере

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при открытой разработке месторождений полезных ископаемых. Техническим результатом является сокращение затрат на разработку карьера за счет упрощения работ по формированию его конечного борта и уменьшения объема выемки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002521191
Дата охранного документа: 27.06.2014
27.06.2014
№216.012.d9d5

Способ переработки магнезитодоломитового сырья

Изобретение относится к горно-перерабатывающей промышленности и может быть использовано при утилизации отходов добычи и обогащения магнезитовых руд. Способ переработки магнезитодоломитового сырья включает измельчение сырья, классификацию и последующее выщелачивание магния кислотой. Из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002521543
Дата охранного документа: 27.06.2014
10.07.2014
№216.012.da7b

Способ полусамоизмельчения преимущественно ферромагнитного сырья

Изобретение относится к измельчению преимущественно ферромагнитного сырья и может быть использовано в процессах переработки магнетитовых и сульфидных руд, содержащих магнетит, пирротин - минералы с высокой магнитной восприимчивостью. Способ заключается в применении, как минимум, одной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002521709
Дата охранного документа: 10.07.2014
20.09.2014
№216.012.f597

Способ открытой разработки крутопадающих месторождений площадной формы

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при открытой разработке крутопадающих месторождений площадной формы. Техническим результатом является снижение текущего коэффициента вскрыши в первоначальный период разработки месторождения. Способ включает формирование...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002528704
Дата охранного документа: 20.09.2014
20.09.2014
№216.012.f5b2

Способ открытой разработки крутопадающих месторождений с внутренним отвалообразованием

Изобретение относится к открытой разработке месторождений полезных ископаемых. Техническим результатом является уменьшение расстояний внутренних перевозок вскрышных пород из рабочей зоны во внутренний отвал. Способ, при котором карьер по длине делят на очереди, из которых первую отрабатывают до...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002528731
Дата охранного документа: 20.09.2014
27.11.2014
№216.013.0a1c

Способ открытой разработки крутопадающих месторождений площадной формы

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при открытой разработке крутопадающих месторождений площадной формы. Технологическим результатом является снижение текущего коэффициента вскрыши в первоначальный период разработки месторождения. Способ включает формирование...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002533996
Дата охранного документа: 27.11.2014
27.11.2014
№216.013.0b49

Способ проведения крутой траншеи

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при вскрытии глубоких горизонтов карьеров. Техническим результатом является повышение эффективности разработки. Способ предусматривает проведение крутой траншеи с помощью колесного погрузчика и автомобильного транспорта, способного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002534297
Дата охранного документа: 27.11.2014
27.11.2014
№216.013.0b4d

Способ отработки крутопадающих рудных месторождений

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при разработке крутопадающих рудных месторождений. Рудную залежь по высоте разделяют на ярусы. Месторождение вскрывают на всю глубину или на глубину разведанных запасов и отрабатывают в восходящем порядке. Нижний и все вышележащие...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002534301
Дата охранного документа: 27.11.2014
27.11.2014
№216.013.0b51

Способ вскрытия глубоких карьеров

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при открытой разработке месторождений полезных ископаемых. Техническим результатом является повышение эффективности разработки глубокозалегающих месторождений. Способ включает проведение по границе рабочего и конечного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002534305
Дата охранного документа: 27.11.2014
+ добавить свой РИД