Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 15. 14 april 1951 - Metod att mäta bergtryck, av Gotthard V A Gustafsson och Åke Wirstam
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
1U april 1951
297
Metod att mäta bergtryck
Fil. lic. Gotthard V A Gustafsson, Bromma,
och ingenjör Åke Wirstam, Boliden
621.317.39 : 622.83
Det har alltifrån gruvdriftens begynnelse funnits ett
behov att beräkna eller experimentellt bestämma de krafter,
som uppkommer i gruvor på grund av den fortskridande
brytningen, främst med tanke på säkerheten för dem, som
arbetar där. Det är emellertid ett närmast olösligt problem
att beräkna de krafter, som verkar på pelare och väggar
i en gruva framförallt på grund av de många sprickor,
som finns och som successivt uppkommer i berggrunden.
Av samma skäl är det icke heller lätt att uppmäta
krafterna, men den metod, som här skall beskrivas, ger
åtminstone möjlighet att direkt bestämma krafterna i vissa
utvalda punkter och kan därigenom ge ett med verkligheten
överensstämmande underlag för uppskattning av
tryckförhållandena. Det problem, som det närmast gäller att
lösa, är beräkning av storleken hos de pelare, vilka måste
kvarlämnas i en gruva för att säkerheten skall bli
tillfredsställande. De kvarlämnade pelarna representerar ofta
ganska stora värden, och man vill naturligtvis göra dem
så små som möjligt.
Behovet att kunna mäta bergtryck är sålunda gammalt,
men först på senare år har verkliga ansträngningar gjorts
för att praktiskt utföra dylika mätningar. Vid Bolidens
Gruv AB har vi försökt att utnyttja trådtöjningsgivare för
bergtrycksmätningar. De används numera i stor
utsträckning för mätning och registrering av påkänningar framför
allt i metalliska material och har därvid visat sig
tillförlitliga och noggranna. Det bör därför vara möjligt att
använda dem även för mätningar på bergmaterial, om blott
fuktproblemet i detta fall kan bemästras.
Försök i Laisvallgruvan
För att undersöka om särskilda svårigheter uppstår vid
mätningar i en fuktig gruva, gjordes hösten 1949 ett
första orienterande försök i Laisvallgruvan. Denna
utgjordes vid tidpunkten för mätförsöket av ett
sammanhängande rum med en genomsnittlig takhöjd av 10 m. Som
stöd för taket hade kvarlämnats pelare med ca 8 m
diameter och med ett centrumavstånd på ca 22 m. Ovanför
det utbrutna rummet kvarstod en bergskiva av ca 90 m
tjocklek och ett jordtäcke av 2—7 m tjocklek. Plankartan,
fig. 1, visar rummets utseende och läget för mätpunkterna.
Dessa hade av bekvämlighetsskäl placerats 1,5—2 m
ovanför rummets sula och, som synes av plankartan, i samtliga
fall utom två (/ och 2) på pelare. Vid valet av mätpunkter
hade också uppmärksamhet ägnats åt förekomsten av
sprickor och slag, så att man icke behövde befara, att det
bergparti, på vilket mätpunkten placerats, skulle vara
avlastat från tryck, exempelvis på grund av en bakom
liggande spricka. Av samma skäl undveks utskjutande
partier, och mätpunkterna placerades så vitt möjligt i grunda
gropar i bergväggen.
På varje mätställe slipades en slät yta med en vanlig
slipskiva och på varje mätpunkt fastklistrades två
trådtöjningsgivare vertikalt och parallellt med varandra.
Givarnas resistanser uppmättes, varefter en diamantborrkrona
(kärnborrkrona) med ca 100 mm diameter inborrades runt
om givarna. Diamantborrkronan borrades in, tills kärnan
med givarna lossnade, eller om detta ej inträffade, till ca
1 dm djup, vilket måste vara tillräckligt för att i
huvudsak avlasta det elastiska trycket på kärnans yttre partier.
Givarnas resistanser uppmättes därefter ånyo och ur
re-sistansändringen kunde bergtrycket beräknas med
användande av bergartens elasticitetsmodul.
I detta fall användes ett E-värde, som bestämts genom
böjsvängningsförsök. Den bästa metoden bör annars vara
att ta ut ett parallellepipediskt prov av bergarten och
bestämma E-värdet genom belastning med kända krafter
och uppmätning av motsvarande töjningar medelst
trådtöjningsgivare. Trots de besvärliga fuktförhållandena gav
dessa mätningar rätt lovande resultat så tillvida, att de
olika givarparen inbördes gav nära lika värden. På olika
ställen i gruvan erhölls däremot mycket olika tryck och i
ett par fall erhölls noll-värden. Orsaken till avlastningen i
dessa punkter kunde ej utrönas. Det högsta värdet, 33,7
kp/cm2, erhölls i en punkt på en av brytningsrummets
ytterväggar. Detta värde svarar i varje fall till sin
storleksordning mot det bergtryck, som kan förväntas i en
bergmassa på ca 90 m djup under berggrundsytan.
Resultaten av denna första försöksmätning har
sammanställts enligt följande:
Mätpunkt
IV 1H 2 V 2H 3 V 3H 4V 4 H 6 V 6H 8 V 8H 9V9H10V10H
32,2 33,3 30,8 36,6 0 0 10,7 10,4 12,5 14,2 0,3 —0,2 7,3 9,2 21,1 17,2
Bergtryck, kp/cm2
Som synes varierar de erhållna värdena inom vida
gränser, medan de parvis placerade givarna ger värden med
relativt god överensstämmelse. Även om denna mätning
sålunda inte gav någon direkt ledning för bedömandet av
trycket i de kvarlämnade pelarna i Laisvallgruvan, ansågs
förhållandet, att de parvis placerade givarna gav
sinsemellan överensstämmande värden, antyda att metoden var
användbar.
Laboratorieförsök
För att noggrannare utprova metodens tillförlitlighet
utfördes i Boliden i februari 1950 ett försök att med
trådtöjningsgivare mäta deformationen av ett
parallellepipediskt block av granit, när detta belastades. Blockets
dimensioner var 24,5 X 24,5 X 65 cm. Trådtöjningsgivare
klistrades på blockets vertikala långsidor i lodrätt läge, fem på
varje sida enligt fig. 2. Anledningen till att så många givare
användes var, att vi ville undersöka, om alla givare gav
samma töjning eller om bergartens kornighet eller andra
egenskaper kunde orsaka väsentliga variationer i de töj-
Fig. 1. Plankarta över Laisvallgruvan; + mätpunkter.
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
