Изобретение относится к измерительной технике и горному делу, в частности к методам измерения смещения массива горных пород, с помощью многоточечных экстензометров.
Возрастание масштабов строительства гидротехнических сооружений обуславливает необходимость освоения территорий неблагоприятных в инженерно-геологическом отношении, в том числе при наличии в разрезе растворимых пород, (известняки, гипс, ангидрид, каменная соль), что требует особого внимания при решении проблем связанных с надёжностью оснований инженерных объектов гидроузлов. Возведение водоподпорных сооружений (плотин) и создания водохранилищ может привести к изменению гидродинамического и гидрогеохимического режима, и как следствие способствуют появлению в массиве пресных вод, способных растворять породы. При этом, возможность возникновения условий для изменения гидрогеохимического режима, развития или интенсификации карста, очень высока.
Следует отметить, что вследствие тектонической разгрузки пород и фильтрационных деформаций интенсификация карста приводит к увеличению трещиноватости пород в основании плотины.
Безопасность эксплуатации плотин на растворимых породах во многом определяет необходимость организации наблюдений за осадком и смещения массива основании плотины в связи с развитием физико-химических процессов растворения породы, образованием карстовых полостей и гравитационным давлением самой плотины. Мониторинг за смещением массива горных пород в основание плотины позволяет проследить техногенные изменения в основании плотины в реальном масштабе времени.
Известно способ определения относительных сдвижения массива горных пород, где в массиве пород на заданную глубину бурят скважину, в которой в эластичной оболочке с наполнителем размещают на всю глубину проволочную индикаторную струну из материала, обладающего памятью формы. После этого пространство между эластичной оболочкой и скважиной заполняют сыпучим материалом. При выполнении струны в виде стержня в качестве наполнителя используют горючую смесь, состоящую из древесных опилок с пиротермитным порошком. При выполнении струны в виде бифилярной петли в качестве наполнителя эластичной оболочки используют гранулы силиката натрия. После временного интервала, в течение которого происходят межслоевые сдвиги пород, кратковременно нагревают в скважине струну-стержень за счёт сгорания горючей смеси или струну-петлю за счёт пропускания по ней электрического тока. После охлаждения струну извлекают из скважины и вновь нагревают. По характеру деформации изгиба нагретой струны определяют глубину, величину и направления межслоевых сдвигов горных пород [1].
Недостатком способа заключается в громоздкостью осуществления, дороговизне, не оперативностью и разового выполнения измерения. Способ непригодно для долговременной эксплуатации.
Наиболее близким аналогом по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ для проведения наблюдений за смещением горных пород с помощью глубинных анкерных реперов. В кровле горной выработки бурят вертикальные шпуры, в которых размещают анкера со штангами, свободные концы которых пропущены через отверстия крепи. Смещения пород массива относительно крепи измеряют с помощью датчиков, корпуса которых закрепляют на крепи. Дополнительно измеряют смещение крепи относительно опорной реперной точки с помощью сосудов первого и второго гидростатического нивелира [2].
Недостатком способа заключается в громоздкостью с точки зрения эксплуатации. Способ непригодно для оперативной и долговременной эксплуатации. Возможность для автоматизации процессов съёма информации ограничена.
Цель изобретения – повышения надёжности, точности наблюдений, оперативности съёма информации в реальном масштабе времени и обеспечения возможности автоматизации процесса съёма информации.
Сущность предлагаемого способа состоит в том, что для повышения точности измерения и оперативности съёма информации на задаваемых глубинах смещения горных пород в основание плотины из контрольно-изыскательного туннеля между растворимым пластом и противофильтрационной завесы в измерительных створах по обеим сторонам пробуривают скважины и в них устанавливают 3-х точечный экстензометр и зацементируют скважину. В оголовке стержней экстензометра выходящий в сторону контрольно-изыскательского туннеля устанавливают струнные преобразователи с которого снимают информации о смещение пород в каждой точке.
Способ контроля смещения массива горных пород состоящий из контрольно-изыскательского туннеля размещённый между растворимым пластом и противофильтрационной завесой, в котором в каждом измерительном створе пробуривается горизонтальные скважины в сторону растворимого пласта и в сторону противофильтрационной завесы, устанавливая в них стержня с якорями с последующий цементации скважины. В оголовке стержней, выходящий в сторону контрольно-изыскательского туннеля монтируют струнные преобразователи.
Способ работает следующим образом: смещения массива горных пород с каждой точкой фиксируются струнными преобразователями, установленными на оголовке стержня экстензометра выходящий со стороны контрольно-изыскательского туннеля соединённые с регистратором или же с системой автоматизации.
Примерами применения способ контроля смещения массива горных пород может служит система контроля смещения вмещающего массива горных пород монтированные в стенах машинного зала, трансформаторного помещения, монтажной камеры, помещения аварийных и основных затворов Рогунской ГЭС, который установлены в нескольких створов и на разных отметках. Система работает в течние последние десяти лет, без отказа выдавая точные и надёжные результаты.
Предлагаемый способ повышает точности измерения, обеспечивает долговечность и безопасно
в эксплуатации; позволяет подключить систему измерения к системе автоматизации и выдавать результаты в реальном масштабе времени; отвечает всем требованиям техника безопасности в гидротехническом строительстве.
