Устройство для измерения напряженного состояния массива горных пород

 

Изобретение относится к области горного дела. Цель изобретения - повышение точности измерений. Устр-во содержит корпус 1 с вставленным в него нагружающим -поршнем (П) 5 с ограничителями 8 хода и режупщм кольцевым выступом 9 со скошенными внутрь стенками, микрозаряд 3 ВВ с капсюлем-детонатором, фиксируюший П 2 и стопорные кулачки 7. На дне корпуса 1 установлены измерительные датчики в виде П 12. Выполнен П 5 в виде цилиндра и имеет осевую 10 и измерительные радиальные 11 полости. В полости 11 выполнен канал для подачи рабочей жидкости (РЖ) 14, на конце которого закреплен золотнико- : вый распределитель 13. Полости 11 имеют по два отверстия: боковое 16 для подачи РЖ 14, центральное 17 для сброса РЖ 14. В полость 11 вставлен П 12, а микрозаряд 3 ВВ с капсюлемдетонатором расположен между П 5 и П 2. При погружении устр-ва в скважину на П 2 воздействуют газы и он движется и распирает кулачки 7 в стенки. При этом П 5 движется и упирается в забой. Кулачки 7 врезаются в массив горной породы и фиксируют устр-во. Под действием газов П 5 продолжает движение и врезается своим, выступом 9 в забой, срезая деформированную часть стенки, и занимает ее место. При взрыве ВВ газы выбрасываются в атмосферу. В полость 11 под давлением РЖ 14 и следят за ростом е е давления, в результате которого движется П 12. О величине напряжения в массиве судят по максимальному давлению РЖ 14. 2 ил. Г 10 18 X// ,- ( . Ь / Д , П 8 16 12 9 и со сд о оо 4 СО f TT/fr/ / 21 22

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СО!!ИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) ЯМОВ 1

А1 (5!) 4 F 21 С 39/00

1 10 9

8 16 12 11 б 1г

2Ф гО z1

Фиг.1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4055075/22-03 (22) 11.04,86 (46) 07,11.87. Бюл. № 41 (71) Институт угля СО АН СССР (72) А.С.Стариков и Н.А.Жданкин (53) 622.023(088.8) .(56) Авторское свидетельство СССР

¹ 318802, кл. Е 21 П 59/00, 1970.

Авторское свидетельство СССР № 846730, кл. Е 21 С 39/00, 1979.

Авторское свидетельство СССР

¹ 98282, кл. Е 21 С 39/00, 1953. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ MACCHBA ГОРНЫХ ПОГОД (57) Изобретение относится к области горного дела. Цель изобретения — повышение точности измерений. Устр-во содержит корпус 1 с вставленным в него нагружающим поршнем (П) 5 с ограничителями 8 хода и режущим кольцевым выступом 9 со скошенными внутрь стенками, микрозаряд 3 ВВ с капсюлем-детонатором, фиксирующий

П 2 и стопорные кулачки 7, На дне корпуса 1 установлены измерительные датчики в виде П 12. Выполнен П 5 в ниде цилиндра и имеет осевую 10 и измерительные радиальные 11 полости.

В полости 11 выполнен канал для подачи рабочей жидкости (РЖ) 14, на конце которого закреплен золотниковый распределитель 13. Полости 11 имеют по два отверстия: боковое 16 для подачи РЖ 14, центральное 17 для сброса РЖ 14. B полость l! вставлен

П 12, а микроэаряд 3 ВВ с капсюлемдетонатором расположен между П 5 и

П 2. При погружении устр-ва в скважину на П 2 воздействуют газы и он движется и распирает кулачки 7 в стенки. При этом П 5 движется и упирается в забой. Кулачки 7 врезаются в массив горной породы и фиксируют устр-во. Под действием газов П 5 продолжает движение и врезается своим выступом 9 в забой, срезая деформированную часть стенки, и занимает ее место. При взрыве ВВ газы выбрасываются в атмосферу. В полость 11 под давлением РЖ 14 и следят за ростом ее давления, в результате которого движется П 1?. О величине напряжения в массиве судят по максимальному давлению РЖ 14. 2 ил.

1350349

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для прямого измерения напряжений, действующих в массиве горных пород.

Цель изобретения — повьннение точности измерения напряженного состояния массива.

На фиг.1 показано устройство для измерения напряжений, статическое положение; на фиг.2 — то же, рабочее положение.

Устройство для измерения напряжений (фиг.1) состоит иэ корпуса 1, в которыи вставлены поршень 2 фиксирующего приспособления, микрозаряд 3 низкобризантного ВВ с капсюлем-детонатором 4 и выполненный в виде длинного цилиндра нагружающий поршень 5 измерительного устройства. Фиксирующий поршень связан тягами 6 со стопорными кулачками 7, установленными на дне корпуса. Нагружающий поршень измерительного устройства крепится в корпусе калиброванным ограничителем хода 8. Торец нагружающего поршня с внешней стороны устройства выполнен в виде кольцевого режущего выступа

9 со скошенными внутрь стенками. Нагружающий поршень имеет центральную осевую полость 10 и радиально расположенные измерительные полости 11. со вставленными в них измерительными поршнями 1?, В осевой полости располагается золотниковый распределитель 13, закрепленный на конце канала 14 для подвода рабочей жидкости. Осевая полость закрыта с внешней стороны винтом 15. Радиальные полости располагаются на одной окружности и имеют в донной части по два отверстия: боковое 16 — для подачи рабочей жидкости, центральное 17 — для ее сброса.

Отверстие 16 соединено с каналом 18.

Кроме того, в теле нагружающего поршня выполнены радиальные сверления

19 и 20 и продольный канал 21, а в теле корпуса — сверления 22 и 23 и канал 24. B канале для подвода рабочей жидкости имеется отверстие 25, а в золотниковом распределителе— радиальное отверстие 26, подпружиненный шарик 27 и продольные сквозные каналы 28.

Устройство работает следующим образом.

Из выработки в место проведения замера напряженного состояния массива бурят две соосные скважины

55 (фиг. 2), малую 29 диаметром dg u большую 30 диаметром dg. У забоя 31 большой скважины размещают измерительное устройство и взрывают заряд

ВВ 3, расположенный внутри него. Давление газон, воздействуя на фиксирующий поршень 2, распирает стопорные кулачки 7 в стенки скважины, Так как нагружающий поршень 5 также начинает двигаться, упирается в забой и как бы выталкивает устройство иэ скважины, стопорные кулачки 7 врезаются в массив и фиксируют устройство. Далее под действием давления газов нагружающий поршень 5 продолжает свое движение, внедряется в забой и своим режущим выступом 9 срезает деформированную часть стенок скважины малого диаметра, занимая ее место. Выдвижение нагружающего поршня 5 органичено калиброванным ограничителем хода 8, при достижении которого нагружающий поршень 5 открывает отверстие 22 и газы от взрыва ВВ по каналу 24 сбрасываются в атмосферу. Для производства замеров канал 14 для подачи рабочей жидкости максимально подают на себя, при этом подпружиненный шарик

27 утапливается в специальной лунке и фиксирует эолотниковый распределитель 13, радиальное отверстие 26 которого совпадает с каналом 18 для подачи жидкости в подпоршневую полость 11, а отверстие 25 перекрывается хвостЬвиком корпуса. Подают под давлением рабочую жидкость и следят по манометру за ростом ее давления.

О величине напряжений в массиве в направлении оси участвующего в работе измерительного поршня судят по максимально достигаемому давлению рабочей жидкости, после чего происходит ее сброс. При этом отработанная жидкость через отверстия 19 и 20 уходят в скважину. Далее золотниковый 19 распределитель поворачивают до фиксации подпружиненного шарика

27 в следующей лунке и совпадения радиального отверстия с каналом 18 подачи жидкости в следующую измерительную полость. Замер повторяют.

Таким образом, измеряют напряжения в массиве горных пород го направлениям, перпендикулярным оси скважины и совпадающими с ориентацией осей всех измерительных полостей, Для извлечения устройства иэ скважины канал для подачи рабочей жидкос13503

Составитель И. Фомичева

Редактор Н. Рогулич Техред Л.Олийнык Корректор М. Максимишинец

Заказ 5239/33

Тираж 453 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная. 4 ти досыпают немного вперед до совпадения золотникового распределителя

13 с кольцевой проточкой и отверстием 20. При этом его разворачивают

5 так, чтобы подпружиненный шарик 27 перекрыл отверстие 20. Одновременно с этим отверстие 25 в канале для подачи рабочей среды выходит из хвостовика и получает сообщение с полостью в корпусе под поршнем 2 фиксирующего приспособления. Подают жидкость под давлением, фиксирующий поршень 2 перемещается в сторону забоя скважины и складывает стопорные кулачки, т.е. освобождает устройство от фиксации в скважине. Затем поворачивают золотниковый распределитель на 180 и снова подают жидкость, которая через отверстие 20 и канал 21 попадает в скважину малого диаметра, при заполнении которой создается давление, выталкивающее устройство из скважины.

Формула и з о б р е т е н и я

Устройство для измерения напряжен- 2 ного состояния массива горных пород, 49

4 включающее корпус, в который вставлен нагружающий поршень с режущим концевым выступом со скошенными внутрь стенками, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения точности измерений, оно снабжено микрозарядом ВВ с капсюлем-детонатором, фиксирующим поршнем, стопорными ку-. лачками, установленными на дне корпуса, измерительными датчиками в виде поршней, ограничителями хода нагружающего поршня, нагружающий поршень выполнен в виде цилиндра и имеет осевую и измерительные радиальные полости, в осевой полости имеется канал для подвода рабочей жидкости, на конце которого закреплен золотниковый распределитель, а измерительные полости имеют по два отверстия, каждое для подачи и сброса рабочей жидкости, причем измерительные датчики вставлены в радиальные полости, а микрозаряд ВВ с капсюлем-детонатором расположен между нагружающим и фиксирующим поршнями.