Состав для изготовления моделей при определении напряженного состояния массива горных пород на эквивалентных материалах

 

СОСТАВ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МОДЕЛЕЙ ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ МАССИВА ГОРНЫХ ПОРОД НА ЭКВИВАЛЕНТНЫХ МАТЕРИАЛАХ, включающий наполнитель и парафин, отличающийся тем, что, с цепью повышения надежности моделирования, в качестве наполнителя используют ппастипин при следующем соотношении компонентов , мае. %: Пластилин5-95 Парафин5-95

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СО,ИМВФЧ

РЕСПУБЛИК

0Ю О!) А АМБР Е 21 С 39/00

t т

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТСРСНОМЪ СИИДВТЙГЬСГВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТМРЫТЮ (21) 3666778/22-03 (22) 25. 11.83 (46) 07.01.85 Бкд. № (72) .М.С.Злотников и Ф.П.Глупщхин (71) Всесоюзный ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследовательский институт горной геомеханикИ и маркшейдерского дела (53) 622.23.05(088.8) (56) 1. Кузнецов Г.Н. и другие. Иоделирование проявлений горного давления. М., "Недра", 1968, с. 51-66.

2. Авторское свидетельство СССР, ¹ 697719, Е 21 С 39/00, 1978. (54) (57) СОСТАВ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МО, ДЕЛЕЙ ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ НАПРЯЖЕННОГО

СОСТОЯНИЯ МАССИВА ГОРНЫХ ПОРОД НА

ЭКВИВАЛЕНТНЫХ МАТЕРИАЛАХ, включающий наполнитель и парафин, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения надежности моделирования, в качестве наполнителя используют пластилин нри следующем соотношении ком" понентов, мас. 7.:

Пластилин 5-95

Парафин 5-95

Содержание,вес. ч.

Порис„os

Я,%

R, МПа тость, %

Парафин

СосПластилин тав

2,05

0,80

3,2

0,88

95 25

0,66

2,7

2,53

1,32

0,49

1,84

2,1

75

4,00

1,8

4,00

0,20

83

2,50

0,04

1,3

15,0

Ф 11333

Изобретение относится к горному делу и йодземному строительству, а более конкретно к определению напряженного состояния массива горных пород в окрестности горных выработок на эквивалентных материалах.

Известны составы для изготовления моделей при определении напряженного состояния горных пород на эквивалентных материалах, содержащие наполни- 10 тель (кварцевый песок} и связующее (парафин, смолу, мел и т.п.) (!) и (2).

Недостатки известных составов заключаются в том, что разрушение материала происходит при деформации, намного меньшей предельных деформаций пластичных пород, тогда как в соответствии с теорией подобия между ними должно быть равенство; разрушение материала при сжатии сопровожда- 2п ется быстрой разгрузкой (быстрым сни. жением несущей способности до нуля), тогда как пластичные породы характеризуются определенной текучестью под нагрузкой, кроме того, пористость . 25 этого материала составляет г30%, что намного превышает пористость осадочных пород (0-3%}.

Наличие указанных расхождений между свойствами материалов модели и натуры приводит к отклонениям в характере протекания механических процессов в модели по сравнению с натурой, что снижает ценность эксперимента, уменьшает надежность модели35 рования и правомерность переноса экспериментальных данных на реальные условия.

Цель изобретения — повьпиение надежности моделирования.

97 2

Поставленная цель достигается тем, что в составе для изготовления моделей при определении напряженного состояния массива горных пород на эквивалентных материалах, включающем наполнитель и парафин, в качестве наполнителя используют пластилин при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Пластилин 5-95

Парафин 5-95

Пример 1. Навески пластилина (0,5 кг — 5 вес.%) и парафина (9,5 кг — 95%) нагревают раздельно в емкостях из любого материала при

100-110 С до плавления, после чего

О соединяют и перемешивают в течение трех минут. Полученный раствор заливают в герметичную опалубку, внутренняя поверхность которой обработана кремнеорганическим каучуком с целью снижения адгезии состава. При необходимости изготовления слоистой модели каждый последующий слой зали4 вается после застывания предыдущего, ричем для создания нужного контакта слоев производится отсыпка по поверхности нижнего слоя слюды-.чешуйки.

Изготовленный состав имеет показатели: Вг,„,=0,88 KIa; E g =2,05ã., 8

0,80 ч ; пористдсть 3,2%.

Пример 2 ° Навески пластилина (2:5 кг — 25 вес.%) и парафина (7,5 кг — 75 вес.%) разогревают до плавления, соединяют, перемешивают и заливают в опалубку, аналогично примеру 1.

В таблице приведены составы и свойства нескольких разновидностей эквивалентного материала.

Составитель Г.Алексеева

Редактор О.Вугир Техред А.Кикемезей . Корректор.И.Эрдейи

Заказ 9935/30 Тираж 482 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретЕний и открытий

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д . 4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4

3 11

Свойства изготовленного состава:

В =О,б6 MIIa; f < =2,53 ; 3 =1,32ч пористость 2,7 .

Пример 3. Навески пластилина (9,5 кг — 95 вес. ) и парафина (0,5 кг — 5 вес. ) разогревают до плавления, соединяют, перемешивают и заливают в опалубку, аналогично примеру 1.

Свойства изготовленного состава:.

Кс: О 02 ИПа; Е =.ю; 3 =17,0 ч о з пористость 1,3 .

Если содержание компонентов выходит за заявленные пределы, то полу- чаемый при этом состав плохо переда-! ет свойства реальных пород. В частности, при содержании парафина менее

5 . смеси являются, пластичными, текучими под нагрузкой, при содержании парафина более 95 смеси, наоборот, становятся слишком жесткими.

Результаты показывают, что данные материалы могут быть использованы для имитации широкого круга горных

33397 ф пород различной прочности (R ) в различных масштабах моделирования: от 1 /.1О до 1 /500. Изменение соотношения между пластилином и парафином позволяет регулировать важнейшие физико-механические свойства состава: предельное напряжение (Rcg ) предельную деформацию („), коэффициент ползучести (8). щ - Предлагаемый состав позволяет более полно удовлетворять требованиям подобия физико-механических свойств пластичной породы и модели.

Это дает возможность осуществлять строгий учет деформируемости массива, с высокой степенью надежности определять конвергенцию горных выработок и прогнозировать их устойчивость с учетом всего комплекса горно-геологических факторов. В конечном итоге это способствует повышению надежности моделирования, ведет к росту эффективности его применения для широкого круга задач горного дела.