Об утверждении "Методических рекомендаций по оценке склонности рудных и нерудных месторождений к горным ударам"

V. Оценка удароопасности по дискованию кернов

78. До вскрытия месторождения на стадии разведки важнейшим методом оценки удароопасности является оценка степени напряженности блоков массива горных пород по дискованию кернов. Керновое бурение для оценки удароопасности производится во всех ТНЗ, выделенных с помощью геодинамического районирования.

79. Основной причиной разрушения материала в приствольной и торцевой областях скважины является высокая концентрация напряжений, вызывающих деформации сдвига или отрыва. Диски различной толщины образуются в результате изменения коэффициента концентрации напряжений на забое кольцевой обуривающей щели. Диски толщиной больше половины их диаметра практически не встречаются. Изменение коэффициента концентрации напряжений на внутреннем контуре кольцевой щели является основной причиной образования дисков различной толщины.

80. Характер разрушения керна зависит от его длины, а контур скважин - от соотношений между компонентами радиальных к скважине напряжений, соотношения между осевыми и радиальными напряжениями, уровня напряженности пород. Параметром дискования является соответственно толщина дисков.

81. Толщина выбуриваемых из скважин дисков при неизменном соотношении между осевыми и радиальными напряжениями () и прочих одинаковых факторах зависит от величины радиальных напряжений (рисунок 8 к настоящим Методическим рекомендациям). Чем больше радиальные напряжения, тем интенсивнее процесс разделения керна на диски. Диски имеют, как правило, выпукло-вогнутую (реже плоскую) форму с выпуклостью в направлении массива. Иногда они выходят, не отделившись до конца друг от друга, а границы между ними видны по кольцевым трещинам на поверхности кернов. При этом не следует принимать за диски элементы керна, образовавшиеся вследствие естественной трещиноватости пород или ослабленных контактов.

Рис.8. Общий вид образца песчаника с дисками различной толщины при различном уровне напряженности и соотношения = 0

82. Область применения процесса дискования кернов для оценки напряженного состояния пород, руд определяется видом напряженного состояния, уровнем напряженности массива и диаметром выбуриваемой скважины. Количественная оценка уровня напряженности массива при видах напряженного состояния от одноосного до гидростатического и диаметре "скважин" 20-50 мм возможна в интервале максимальных напряжений = (0,63,5) .

83. Наименьшую среднюю толщину дисков или наибольшее количество буровой мелочи с единицы длины скважин устанавливают при наиболее высоких уровнях напряженности . Толщина дисков зависит только от соотношения между осевыми и максимальными радиальными напряжениями и уровня напряженности. Вторая составляющая радиальных напряжений не оказывает влияния на процесс дискообразования.

84. Прогноз рекомендуется осуществлять в следующем порядке:

определяют среднюю толщину дисков () по геологоразведочным скважинам на участке интенсивного дискования керна с одновременной привязкой его по глубине скважин;

находят вертикальные и горизонтальные напряжения , , где - средневзвешенный объемный вес горных пород; Н - глубина до участка дискования, - коэффициент бокового распора;

- устанавливают уровень напряженности массива по номограмме, приведенной на рисунке 9 к настоящим Методическим рекомендациям, в соответствии с полученными величинами и ;

Рис.9. Зависимость параметров дискования керна от уровня напряженности массива при различных соотношениях между осевыми и радиальными напряжениями:

- толщина диска; - диаметр керна

85. Удароопасность нарушений при бурении геолого-разведочных скважин определяют следующим образом. При подходе к разрывному нарушению на расстояние 5 амплитуд забой подготовительной выработки останавливают. Бурят геологоразведочную скважину с поинтервальным отбором керна. При изучении полученного керна определяют структуру зоны породного массива вблизи сместителя нарушения, для чего фиксируют наличие: зоны дробления, открытых трещин и сопутствующих нарушений, заполнителя сместителя и трещин. При этом определяют вид сместителя и состояние породного керна. При наличии открытых трещин с заполнителем и нарушенного породного массива вблизи сместителя нарушение относят к неопасным. При отсутствии нарушенной зоны, а также при полном разрушении керна или зажатии бурового инструмента нарушение относят к опасным по проявлению горных ударов.