Устройство для измерения напряжений горных пород

 

Изобретение относится к горному делу. Цель изобретения - повьшение надежности работы устройства. Оно содержит корпус 1 с установленными в нем розеткой с рабочими тензорезисторами, размещенной под ней эластичной прокладкой 3, компенсационным я,. j-a тензорезистором, контактами штепсельного разъема 4. На последнем размещен контрольный тензорезистор. Прокладка 3 выполнена в ввде усечённого конуса, имеет высоту не менее ее среднего диаметра и размещена во втулке 8, установленной в корпусе.На меньшем основании прокладки 3 укреплены компенсационный тензорезистор и , штепсельный разъем 4. На основание прокладки 3 наносят тонкий слой клея, направляют его торец с клеем к забою скважины и поджимают его к центральной , части забоя. При зтом происходит перемещение прокладки 3 относительно втулки 8 и корпуса 1. Это перемещение вызывает поперечное сжатие прокладки 3, а следовательно, продольг ное сжатие рабочих и компенсационное го тензорезисторов. Для сохранения заданной величины сжатия в процессе полимеризации клея досылочно-центрирующее приспособление раскрепляют на устье скважины. 3 ил. г (Л ю СП сх JO

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

yg 4 Е 21 С 39/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCKOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ.(21) 4097798/22-03 (22) 02.06 ° 86 (46) 30.08.88. Бюл. Ó 32 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела (72) Ю.С. Афанасьев, В.П. Калинников, К.Г. Ковтун, В.Д. Палий, И.И. Протопопов, Л.А. Спирин и Г.А. Тапсиев (53) 622.023(088.8) (56) Руководство по изменению напря- жений в массиве скальных пород методом разгрузки. Апатиты, 1970, с. 14-17. (54) УСТРОЙСТВО ДЗИ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЙ ГОРНЫХ ПОРОД (57) Изобретение относится к горному делу. Цель изобретения — повышение надежности работы устройства. Оно содержит корпус 1 с установленными в нем розеткой с рабочими тензорезисторами, размещенной под ней эластичной прокладкой 3, компенсационным

ÄÄSUÄÄ 1420158 А1 тензорезистором, контактами штепсельного разъема 4. На последнем размещен контрольный тензорезистор. Прокладка 3 выполнена в виде усеченного конуса, имеет высоту не менее ее среднего диаметра и размещена во втулке 8, установленной в корпусе.На меньшем основании прокладки 3 укреплены компенсационный тензорезистор и, штепсельный разъем 4 ° На основание прокладки 3 наносят тонкий слой клея, направляют его торец с клеем к забою скважины и поджимают его к центральной части забоя. При этом происходит перемещение прокладки 3 относительно втулки 8 и корпуса 1. Это перемеще- а

<0 ние вызывает поперечное сжатие прокладки 3, а следовательно, продоль-, ное сжатие рабочих и компенсационно го тензорезнстороз. Дяя сохранения С заданной величины сжатия в процессе полимеризации клея досрочно-центрирующее приспособление раскренляют на устье скважины. 3 ил. 4

1420158

Изобретение относится к горному ,делу и предназначено для измерения

;напряжений горных пород в выработ1

: ках.

Целью изобретения является повыше,ние надежности работы устройства.

На фиг. 1 изображено устройство в аксонометрической проекции, .общий вид; на фиг. 2 - схема размещения и подпайки тензорезисторов к контактам штепсельного разъема; на фиг. 3 вид устройства, наклонного на забой, скважины.

Устройство состоит из жесткого конуса 1 (см. фиг. 1), снабженного герметизирующей заглушкой 2. Основ ной узел устройства содержит эластичную прокладку 3 и,штепсельный разъем

4 с крышкой 5, которые скреплены меж- 20 ду собой с помощью эластичной соединительной муфты 6. Этот узел оперт на ввернутую в корпус шайбу 7. Между ним и корпусом помещена втулка 8, изготовленная из диэлектрика с малой 25 адгезионной способностью к клею (например» из фторопласта, полиэтилена и др.) и предотвращающая возможность склеивания прокладки с корпусом и с эластичным кольцом 9., укрепленным на 30 нем для предотвращения влияния корпуса на разгрузку керна при бурении.

Эластичная прокладка, втулка и соединительная муфта выполнены в

Виде идентичньж самотормозящихся усе- 35 о ченных конусов с углом заоткоски 9

Такая конусность способствует качественной установке указанных элементов в жестком корпусе при малых усилиях. В то же время она обеспечивает 40 их надежное закрепление и распределение поперечных деформаций во всех сечениях, пропорционально соотношению диаметров.

При опирации штепсельского разъема на шайбу и поджатии устройства к зашлифованной поверхности в эластич ной прокладке 3 возникают сжимающие деформации, они сохраняются при любом усилии поджатия устройства.

На широком основании эластичной прокладки 3 укреплена розетка из четырех рабочих тензорезисторов (R ), а на узком основании — компенсационный тензорезистор R>. Исключение взаимовлияния основаций и следовательно, рабочих и компенсационного тензорезисторов обеспечивается выбором ю высоты эластичной прокладки не менее среднего ее диаметра. Максимальная высота прокладки определяется длиной проводников тока тензореэисторов.

Каждый из проводников рабочих (К,„), компенсационного (К„) и контрольного (Rg ) тензорезисторов подпаивается к выводам 10 штепсельного разъема 4, образовывая полумосты (фиг. 2) ° Один из проводников соединен с общим контактом разъема.

В данном устройстве эластичная прокладка, эластичное кольцо и соединительная муфта выполнены иэ резины, а конусная втулка из фторопласта.

Угол образующих эластичной прокладки о и конусной втулки выбран 7 . Высота и средний диаметр подкладки 20 мм.

На балансе основания прокладки наклеиваются под углом 0,45, 90 и 135

О (О, относительно выбранного направления) тензорезисторы ПКБ — 20х100, а на меньшее основание — тензореэистор ПКБ-10х100.

При подготовке к работе устройство разбирают. Для этого снимают крышку 5, нажатием на разъем выдавливают эластичную прокладку 3 из конусной втулки 8 и отделяют эластичную прокладку от основания разъема 4 с кон-, тактами, распаянными для образования рабочих и контрольного полумостов.

После разборки на торцы эластичной прокладки наклеивают рабочий.и компенсационный тензорезисторы, а на основание вЂ,контрольный тензорезистор, соединяют основание и разъем с эластичной прокладкой с помощью соединительной втулки и подпаивают выводы тензорезисторов к контактам.

Собранные детали помещают в кор-. пус с конусной втулкой, подсоединяют кабель к разъему и к тензометрической станции, например ИСД-3 и поджимают устройство с фиксированным усилием к зашлифованному торцу керна, иыбуренному в условиях, подобных определению напряжений, соблюдая этим подобие зашлифованных поверхностей.

Эластичная прокладка при поджатии сжимается в поперечном направлении силами, пропорциональными усилию поджатия. В процессе действия поперечных сил как рабочим, так и компенсационному тензорезисторам задается определенный уровень сжатия.

При поджатом к торцу устройстве определяют исходные разбалансы рабочих полумостов. После определения ис40

3 142 ходных разбалансов освобождают разьем и надевают крышку на корпус, герметизируя таким образом токосъемные детали и обеспечивая полную подготовку к работе. Все эти работы выполняют в лабораторных условиях.

После определения начального разбаланса мостов устройство работает следующим образом. Оно наклеивается на зашлифованный, просушенный и обезжиренный забой скважины (фиг. 3).Для этого вблизи от места. измерений на наружное (большее) основание эластичной прокладки 3 с укрепленными на нем рабочими тензорезисторами и на эластичное кольцо 9 наносится тонкий слой клея, например "Циакрин-ЭО". с наполнителем "Аэросил", направляют торец с нанесенным клеем к забою скважины и поджимают его к центральной части забоя скважины с помощью имеющегося в наличии досылочно-центрирующего приспособления с таким же усилием, как и при измерении исходного разбаланса. При поджатии происходит сжатие эластичного кольца 9, перемещение эластичной подкладки 3 относительно конусной втулки 8 относительно жесткого корпуса 1. Перемещения эластичной прокладки и конусной втулки вызывает поперечное сжатие эластичной прокладки 3 во всех ее сечениях, а следовательно, продольное сжатие рабочих и компенсационного тензорезисторов, R< z, R» укрепленных на основаниях (торцах) этой прокладки.

Для сохранения заданной величины сжатия в процессе полимеризации клея досылочно-центрирующее приспособление раскрепляют в устье скважины, По окончании полимеризации клея досылочно-центрирующее устройство извлекают из скважины. При этом наступает новое равновесное состояние между прокладкой 3 и кольцом 9 ° Последнее стремится восстановиться при прокладке 3 уменьшенной высоты или, наоборот, пригружается в случае ее увеличенной высоты. Восстановление формы кольца сопровождается новым, но значительно меньшим перемещением

0158

4 (вытягиванием) прокладки 3 в конусной втулке 8. Такое перемещение не вызывает изменений на большем основании подкладки, но несколько снижает ее распор у меньшего основания. В ре-: зультате при сохраняющемся сжатии рабочих тензорезисторов величина про" дольного сжатия компенсационного тен10 зорезистора уменьшается.

Дальнейшее выбуривание керна кольцевой коронкой приводит к развитию деформаций восстановления его торца.

При этом восстанавливающийся торец

15 керна работает как одно целое с большим основанием эластичной прокладки и рабочими тензореэисторами и обуславливает изменение сопротивления последних. Изменение сопротивления

20 проявляется при длине керна (1к) меньшей его диаметра (d<), В случае

1 d < и изотропного материала развитие деформаций восстановления торца выбуриваемого керна, а следователь25 но, изменение сопротивлений рабочих тензорезисторов прекращается, причем величины этих деформаций и сопротивлений тензореэисторов приобретают такие же значения,. как и при отрыве (отколе) керна от массива. формула изобретения

Устройство для измерения напряжений горных пород, включающее корпус с установленными в нем розеткой с рабочими тензорезисторами, размещенной под ней эластичной прокладкой, компенсационным тензорезистором, контактами штепсельного разъема, о .т— л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повьппения надежности работы устройства, оно снабжено контрольным тензорезистором, размещенным на штепсельном разъеме, и втулкой, эластичная прокладка выполнена в виде усеченного конуса и имеет высоту не менее ее среднего диаметра, причем прокладка размещена во втулке, установленной в корпусе, при этом на меньшем осно- вании эластичной подкладки укреплены компенсационный тензорезистор и штеп., сельный разъем.

1420158

Составитель И. Фомичева

Техред М.Ходанич КорректорВ. Романенко

Редактор О. Спесивых

Заказ 4302/32 Тираж 459 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытии

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

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