Устройство для моделирования упрочнения массива горных пород скрепляющим составом

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ УПРОЧНЕНИЯ МАССИВА ГОРНЫХ ПОРОД СКРЕПЛЯЮЩИМ СОСТАВОМ, включающее модель трещиноватого массива горных пород из эквивалентного материала , двухстоечную станину с траверсой , емкость для жидкости с источником давления и систему трубопроводов для подачи ;кидкости в модель , отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности моделирования, оно снабжено нагружающим устройством в виде гидроцилиндра двойного действия, закрепленного на станине, и пружинного динамометра , закрепленного на штоке гидроцилиндра , подключенного к регулируемому источнику давления, а модель выполнена в виде двух плоских элементов с зазором между ними, размещенных между траверсой и динамометрсм , причем плоский элемент, расположенный со стороны траверсы, выполнен со сквозным каналом, сообщающимся с зазором, а траверса - с каналом, посредством которого емкость для жидкости соединена через проходной клапан с каналом в плоском элементе и через другой проходной клгшан - с ат§ мосферой. . (Л 2. Устройство пр п. 1,0 тли щ е е с я тем, что штоковая и порлневая полости гидроцилиндра соединены соответственно с первнм и DTOры1 | трёхходовыми кранами, соединенными с плунжерным насосом н с дренажной магистралью, причем второй трехходовой кран соединен с дренаяной магистралью через параллельно установленные напорно-переливной СП клапан и проходной кран. со ос СдЭ

СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

09} à1}

3д} Е 21 С 39/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (1

Й ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3425301/22-03 (22).15,04.82 (46) 07.12.83. Бил.}}45 (72) В.В. Васильев, Б.Н.Попов-Толмачев и О.Е. Яценко .(71 ) Ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени ,институт горного дела им.A.A. Скочино

:кого (53) 622.235(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 595506, кл..Е 21 С 39/00, 1974.

2. Друцко В.П. и др. Вопросы органиэации горнопроходческих работ.

Сб.трудов ВНИИОМШ, вып.27 Харьков, 1979, с.60»64. (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИОДЕЛИРОBAHHR УПРОЧНЕНИЯ ИАССИВА ГОРНЫХ

ПОРОД СКРЕПЛЯ} @И} COCTAI30N включающее модель трещиноватого массива горных пород иэ эквивалентного материала, двухстоечную станину с тра» версой, емкость для жидкости с источником давления и систему трубопроводов для подачи жидкости в модель, о.т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности моделирования, оно снабжено нагружавщим устройством в виде гидроцилиндра двойного действия, закрепленного на станине, и пружинного дина:мометра, закрепленного на штоке гидроцилиндра, подключенного к регулируемому источнику давления, а модель выполнена в виде двух плоских элементов с зазором между ними,. размещенных между траверсой н динамометром, причем плоский элемент, расположенный со стороны траверсы, выполнен со сквозным каналом, сообщающимся с зазором, а траверса — с каналом, посредством которого емкость для жидкосты соединена через проходной клапан с каналом s.плоском элементе и через другой проходной клапан - с атмосферой.

О

9 й.

2. Устройство поп.1,о т л и ч аю щ е е с я тем, что штоковая и поршневая полости гидроцилиндра соединены соответственно с первым и вто рым трехходовыми кранами, соединен- Я ньжи с плунжерным насосом и с дренажной магистралью, причем второй трехходовой кран соединен с дренажной магистралью через параллельно установленные напорно-переливной клапан и проходной кран, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1059183

Изобретение относится к лабораторному исследованию процесса укрепления углепородных массивов химическими скрепляющими составами.

Известна модель трещиноватого горного массива, включающая два плоских элемента с зазором между ними и установку для нагнетания жидкости L1.) .

Данная модель не позволяет изучать процесс упрочпения горного мас- 10 сиза скрепляющими составами при изменяющемся во времени горном давлении.

Наиболее близким по технической

cvIlIHocTH к изобретению является устройство для моделирования упрочнения горных пород скрепля. щим соста- вом, включающее модель трещиноватого массива горных пород из эквивалентного материала, двухстоечную станину с траверсой, емкость для жид- yg кости с источником давления и систему трубопроводов для подачи жидкости в модель. Это устройство предназначена для сравнения прочности пород до и после их укрепления скрепляю- 25 щим составом,(2) .

Недостатком указанного устройства является низкая достоверность результатов, так как в нем при глоделировании не учитывается влияние изменяющегося во времени горного давпе|»и>-„, Цель изобретения — повышение достоверности моделирования.

Указанная цель достигается тем, что устройство для моделирования упрочнения массива горных пород скрепляющим составом, включающее мас- 40 сив трещпноватого массива горных пород из эквивалентного материала, двухстоечную станину с траверсой, емкость для жидкости с источником дав.пения и систему трубопроводов 45 для подачи жидкости в модель, снабжено нагружающим устройством в виде гидроцилиндра двойного действия, закрепленного на станине, и пружинного динамометра, закрепленного на штоке гидроцилиндра, подключенного к регулируемому источнику давления, а модель выполнена в виде двух плоских элементов с зазором между ними, разглещенных между траверсой и динамометром, причем плоский элемент, расположенный со стороны траверсы, выполнен со сквозным каналом, сообщающимся с зазором, а траверса с каналом, посредством которого емкость для жидкости соединена через 6О проходной клапан с каналом в плоском элементе и через другой проходной клапан - с атмосферой.

Причегл штоковая и поршневая полости гидроцилиндра соединены соответст-65 венно с первым и вторым трехходовыми кранами, соединенными с плунжерным насосом и с дренажной магистралью, причем второй трехходовой кран,соединен с.дренажной магистралью через параллельно установленные напорнопереливной клапан и проходной кран.

На чертеже изображено устройство для моделирования упрочнения массива горных пород скрепляющим составом.

Модель пласта с горизонтальной трещиной образована двумя плоскими элементами верхним 1 и нижним 2, прокладкой 3, текстильной лентой 4 и содержит двухстоечную станину 5 с траверсой 6.

Верхний элемент 1 со сквозным отверстием с помощью винта 7 укреплен в станине 5, а нижний элемент 2 укреплен с помощью винта 8 и планки 9 в подвижной опорной плите 10, которая через шарик 11 соединена с пружинным динамометром 12, имеющим шкалу 13.

Пружинный динамометр 12 снабжен гидравлической системой управления степени сжатия пружин, состоящей из плунжерного насоса 14 и нагружающего домкрата 15. Итоковая и поршневая полости домкрата 15 с нагнетательной 15 и дренажной 17 магистралями насоса 14 соединены посредством трехходовых кранов 18 и 19, при этом поршневая полость с дренажной магистралью 17 соединена через параллельно установленные проходной кран 20 и напорно-переливной клапан 21.

Всасывающий патрубок насоса 14 и дренажная магистраль 17 соединены с баком 22, Плунжерный насос 14 снабжен приводом 23.

Траверса 6 снабжена емкостью 24 с крышкой 25 и выполнена с каналами, один из которых через игольчатый проходной клапан 26 соединяет емкость

24 с отверстием в верхнем элементе

1, а другой — емкость 24 через игольчатый прохоцной клапан 27 с атмосферой.

Емкость 24 снабжена игольчатым проходным клапаном 28 и посредством магистрали 29, проходного .крана 30 и редуктора 31 соединена с баллоном

32 сжатого газа.

Между верхним элеглентом 1 и траверсой 6 установлена прокладка 33.

Устройство работает следующ>пл образом.

Между траверсой 6 и подвижной плитой 10 устанавливают из испытуемой породы (угля) верхний и нижний элементы 1 и 2. Верхний элемент 1 укрепляют в станине с помощью винта

7, а нижний элемент — в подвижной плите с помощью винта 8 и планки 9.

Между элементами устанавливают прокладку 3 с поперечными канавками на поверхностях, прилегающих к блокам,а стык перекрывают по периметру

1059183 текстильной лентой 4. С помощью насоса 14 и домкрата 15 через динамометр 12 сжимают элементы 1 и 2, контролируя усилие сжатия по шкале 13.

Для заправки емкости 24 укрепляющи .I составом свинчнвают KpbIftlKy 25, перекрывают каналы траверсы б игольчатыми клапанами 26 и 27 и магистраль

29 проходным краном 30.

Приготовленный укрепляющий состав размещают в емкости 24, завинчивают 1О крышку 25, открывают игольчатый клапан 26.

После установки редуктора 31 на необходимое давление для эксперимента открывают проходной кран 30, при этом 15 сжатым газом укрепляющий состав из емкости 24 вытесняется в зазор (трещину) между элементами 1 и 2. При полном заполнении трещины укрепляющим составом, что определяется смачиванием текстильной ленты 4 по всему ,периметру, перекрывают канал игольчатым клапаном 26 и открывают, игольчатый клапан 27.

Остаток укрепляющего состава сжатым газом выдавливается из емкости 24

25 и каналов траверсы 6 в атмосферу.

Затем перекрывают магистраль 29 проходным краном 30, открывают крышку 25, заливают в емкость 24 промывочную жидкость, закрывают крышку 25 и открывают проходной кран

3О, при этоМ промывается от остатков укрепляющего состава емкость

:24 и каналы траверсы 6.

Для моделирования нарастающего горного давления в пласте штоковую полость домкрата 15 с помощью трехходового крана 18 соединяют с дренажной магистралью 17, а поршневую полость — с помощью трехходового крана 19 соединяют с нагнетательной магистралью 16 и включают привод

23 насоса 14.

Для моделирования убывающего горного давления штоковую полость домкрата 15 соединяют с нагнетательной магистралью 16, а поршневую полость при закрытом проходном кране 20 соединяют через напорно-переливной клапан 21 с дренажной магистралью 17.

Скорость изменения моделируемого горного давления регугируется изменением числа оборотов электродвигателя привода 23.

Проходной кран 20 служит для быстрой разгрузки динамометра 12 при извлечении скрепленных элементов

1 и 2 из станины и опорной плиты 10.

Из скрепленных элементов 1 и 2 изготавливают образцы дЛя их испытания на различные. виды деформаций.

Предлагаемая модель позволяет исследовать прочностные характерис-: тики скрепляющих химических составов, отверждающихся при изменяющемся г ном давлении, ч о даст возможность изучить механизм укрепления пласта р ycJIoBH5ixr приближенных к натурным.

1059183

7F я2

Составитель И. Назаркина

Редактор С. Патрушева Техред,A. Бабинец КорректорГ,Решетник

Заказ 9777/33 Тираж 603 ° Подписное.

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4