Стенд для моделирования горного давления при упрочнении модели горных пород скрепляющим составом

 

Изобретение относится к лабораторным исследованиям процесса упрочнения углепородных массивов. Цель изобретения - повышение достоверности моделирования. Стенд содержит модель трещиноватого горИого массива в виде двух плоских элементов (ПЭ) 3 и 4 из эквивалентного материала с зазором между ними, станину 1, захваты 9 и 10 27 3 ггго lit гв (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (!9) (!!) <5!! 4 Е 21 С 39/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ дюж ю д

Фиг /

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3984346/22-03 (22) 02.12 ° 85 (46) 07.09.87. Бюл. ¹ 33 (71) Институт горного дела им. А.А.Скочинского (72) Б.Н.Попов-Толмачев (53) 623.235(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1051983, кл. Е 21 С 39/00, 1982.

Авторское свидетельство СССР № 554408, кл. Е 21 С 39/00,- 1971. (54) СТЕНД ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ГОРНОГО

ДАВЛЕНИЯ ПРИ УПРОЧНЕНИИ МОДЕЛИ ГОРНЫХ

ПОРОД СКРЕПЛЯЮЩИМ СОСТАВОМ (57) Изобретение относится к лабораторным исследованиям процесса упрочнения углепородных массивов. Цель изобретения — повьппение достоверности моделирования. Стенд содержит модель трещиноватого горного массива в виде двух плоских элементов (ПЭ) 3 и 4 из эквивалентного материапа с зазором между ними, станину 1, захваты 9 и 10

133 для ПЭ 3 и 4 и узлы регистрации деформаций и нагрузки. Механизм 2 нагружения выполнен в виде шарнирного четырехзвенника. Он состоит из стойки

5,. жестко соединенной со станиной 1, коромысла 6, параллельного стойке 5, .двух параллельных балансиров (Б} 7 и

8, связанных с захватами 9 и 10 .

Причем Б 7 соединен с захватом 9 жес. тко и имеет винтовые стержни 14 и 15 с подвижными грузами 16 и 17, консольно выступающими во внешние противоположные стороны четырехзвенника, а Б 8 соединен с захватом 10 с возможностью смещения и жесткои фиксации на нем захвата 10. Для моделирования горного давления в ниде сдвига и

5697 растяжения Б 7 отклоняют вверх, а в виде сдвига со сжатием — Б 7 отклоняют вниз. Степень отклонения Б 7 задается из условия соотношения деформаций сдвига и растяжения (сжатия). Для моделирования модели трещиноватого массива горных пород поднимают Б 8, а ПЭ 3 и 4 вставляют до упора в захваты 9 и 10 и жестко закрепляют в них. Захват 10 освобождают от фиксации, и Б 8 соединяют со стойкой 5.

Затем захват 10 смещают в сторону захвата 9 до плотного прилегания ПЭ 3 и 4, и фиксируют это положение. Для введения скрепляющего состава Б 8 поднимают, а затем на ПЭ 3 наносят состав. 4 ил.

Изобретение относится к лаборатор- . ному исследованию процесса упрочнения углепородных массивов химическими скрепляющими составами.

Целью изобретения является повышение достоверности моделирования.

На фиг.1 изображен стенд для моделирования горного давления; на фиг.2 — 1p разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 — схема нагружения и вид деформаций при моделировании горного давления в виде совместно действующих растяжения и сдвига; на фиг.4 - схема нагружения и вид деформаций при моделировании горного давления в виде совместно действующих сжатия и сдвига., Стенд состоит из станины 1, механизма 2 нагружения и модели трещиноватого массива горных пород, включающей два плоских элемента 3 и 4 из эквивалентного материала. Механизм 2 нагружения выполнен в виде шарнирного четырехзвенника, состоящего из жестко 25 соединенной со станиной 1 стойки 5, параллельного с ней коромысла 6 и двух параллельных балансиров 7 и 8, на которых установлены винтовые захваты 9 и 10 для плоских элементов 3 з0 и 4 модели трещиноватого массива горных пород.. Захват 9 с балансиром 7 соединен жестко, а захват 10 с балансиром 8 соединен с возможностью смещения вдоль него и жесткой фиксации на нем с помощью зажима 11. Захват 10 снабжен микрометрическим винтом 12 со шкалой 13 для поперечного смещения его относительно балансира 8. Концы балансира 7 снабжены консольно высту.пающими во внешнюю сторону четырехзвенника винтовыми стержнями 14 и 15 с подвижными грузами 16 и 17, а сам четырехзвенник — шкалой 18 отклонения балансиров ? и 8 от горизонтального положения, винтовым регулируемым по высоте упором 19, индикаторами положения 20 и 21, установленными с возможностью регистрации деформаций растяжения, сжатия и сдвига в модели трещиноватого массива горных пород.

Индикаторы 20 и 21 положения с помощью держателей 22 и 23 жестко соединены с балансиром 7,. Для передачи на индикаторы 20 и 21 положения величин деформации модели трещиноватого массива горных пород на балансире 8 жестко закреплен кулак 24. Винтовой упор 19 вмонтирован в кронштейн 25, жестко соединенный со стойкой 5. Балансир 8 со стойкой 5 соединен посредством пальца 26. Шкала 18 жестко соединена со станиной 5 через кронштейн 27. Груз 17 снабжен шкалой 28 с градуировкой усилий на плече плоских элементов 3 и 4, 3

13356

Стенд работает следуюшим образом.

Для моделирования горного давления в виде совместно действующих сдвига и растяжения конец балансира 7 откло5 няют вверх от нуля шкалы 18. Дг я моделирования горного давления в виде сдвига с сжатием конец балансира 7 отклоняют вниз от нуля шкалы 18. Степень отклонения балансира 7 задается 10 из условия соотношения деформаций сдвига и растяжения (сжатия) . Четы- рыхзвенник должен быть уравновешен грузом 16, при этом груз 17 должен находиться в положении "0" шкалы 28.

Отклонение балансира 7 фиксируют винтовым упором 19, подводя его под коромысло 6.

Для сборки модели трещиноватого массива горных пород выводят из ба-.

О лансира 8 и стойки 5 палец 26, а затем освободившийся конец балансира 8 поднимают ° Плоские элементы 3 и 4 из эквивалентного материала вставляют до упора в винтовые захваты 9 и 10 и 25 жестко закрепляют в них. Захват 10 освобождают от фиксации винтовым зажимом 11 и балансир 8 соединяют со стойкой 5 посредством пальца 26. 3ахват 10 смещают в сторону захвата 9 до плотного прилегания плоских элементов 3 и 4 и это его положение фиксируют винтовым зажимом 11, при этом микрометрический винт 12 ввинчивают до упора в балансир и регистрируют

35 его положение на шкале 13. После этого освобождают от фиксации винтовым зажимом 11 захват 10 и отводят его от захвата 9 микрометрическим винтом

12 до образования между плоскими эле- 40 ментами 3 и 4 заданного зазора, который отсчитывают по шкале 13.

Для введения скрепляющего состава в зазор между плоскими элементами 3 и 4 выводят из балансира 8 и стойки 5 45 палец 26 и освободившийся конец балансира 8 поднимают, а затем на плоский элемент 3 наносят скрепляющий состав и балансир 8 с помощью пальца 26 соединяют со стойкой 5, при этом из50 лишний скрепляющий состав, выдавленный из зазора между элементами 3 и

4, удаляют. Шкалы индикаторов 20 и 21 выставляют на "0".

В таком положении стенд готов для моделирования изменяющегося горного давления при упрочнении модели массива горных пород скрепляющим составом.

Моделирование деформаций и горного

97 давления в массиве производят с помощью механизма 2 нагружения и груза

17, который при опущенном винтовом упоре 19 в соответствии с программой нагружения периодически смещают вдоль винтового стержня 15. Показания деформаций и усилий нагружений снимают с индикаторов 20 и 21 положения и со шкалы 28. Деформации растяжения и сжатия показывает индикатор 21 положения, а сдвига — индикатор 20 положения.

При моделировании горного давления в виде совместно действующих растяжения и сдвига (фиг.3) балансир 7 под действием силы P изменяет угол отклонения от горизонтали с or- íà or. при этом расстояние по нормали между балансирами 7 и 8 увеличивается на ь?. =L -L р

Плоские элементы 3 и 4 в винтовых захватах 9 и 10 закреплены жестко и поэтому величина изменения расстояния по нормали между балансирами 7 и 8 является также абсолютной деформацией растяжения скрепляющего состава в зазоре между плоскими элементами 3 и 4.

Абсолютная деформация сдвига по скрепляющему составу равна S<.

При моделировании горного давления в виде совместно действующих сжатия и сдвига (фиг.4) балансир 7 под действием силы P изменяет угол отклоне2 ния от горизонтали с c{. Hà а,, при этом расстояние по нормали между балансирами 7 и 8 уменьшается на 4Ь

= L — L . В этом случае абсолютная деформация сжатия скрепляющего ссстава в зазоре между плоскими элементами

3 и 4 41с = r Lс = 1ъ 14 а абсолютная деформация сдвига по скрепляющему составу равна S .

После отверждения скрепляющего состава в зазоре между плоскими элементами 3 и 4 образуется модель упрочненного массива горных пород, которую извлекают из стенда и испытывают на различные виды деформации.

Формула изобретения

Стенд для моделирования горного давления при упрочнении модели горных пород скрепляющим составом, включающий модель трещиноватого горного массива в виде двух плоских элементов из эквивалентного материала с зазо1335697 е ром между ними, Станину, захваты для параллельных балансиров, связанных с плоских элементов, механизм нагруже- захватами для плоских элементов модения и узлы регистрации деформаций и ли, один из балансиров снабжен виннагруэки, отличающийся товыми стержнями с подвижными груза5 тем, что, с целью повышения достовер- ми, консольно выступающими во внешние ности моделирования, механизм нагру- противоположные стороны четырехзвенжения выполнен в виде шарнирного че- ника, и соединен с захватом жестко, тырехэвенника, состоящего из стойки, а другой балансир соединен с захватом жестко соединенной со станиной, ко- 1О с возможностью смещения и жесткой ромысла, параллельного стойке, двух фиксации на нем захвата.

1335697

Составитель И.Фомичева

Техред Л.Сердюкова Корректор В.Бутяга

Редактор Г.Гербер

Заказ 4029/29

Тираж 454 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж вЂ” 35, Раушская наб,, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4