Датчик для измерения напряжений горных пород

 

Изобретение относится к области горной промышленности и предназначено для измерения напряжений в массиве горных пород. Цель изобретения - повышение точности и информативности измерений. Датчик для измерения напряжений горных пород содержит цилиндрический корпус /ЦК/ 1 из оптически активного вещества. В ЦК 1 имеются ферромагнитные волокна наполнителя /ФВН/ 2, расположенные радиально относительно продольной оси ЦК 1 и образующие по его высоте плоскости, составляющие друг с другом угол не более 45°. Датчик размещается в скважине так, чтобы с помощью цементирующего состава обеспечивался всесторонний контакт ЦК 1 с ее стенками. Напряжения в породах приводят к деформации ЦК 1 и изменению первоначального магнитной восприимчивости ФВН 2. Магнитная восприимчивость ФВН 2, расположенных вдоль направления нагружения, изменяется максимально, а ФВН 2, расположенных перпендикулярно направлению нагружения, - минимально. По величине изменения магнитной восприимчивости в каждой из плоскостей определяют величину напряжений, действующих в каждом направлении. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСГ1УБЛИК (51) 4 E 21 С 39/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОЬЮ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1Рир д и

" -., н

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlQ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4301557/23-03 (22) 04. 09.87 (46) 23.05.89. Бюл. № 19 (21) Производственное геологическое объединение по региональному изуче- . нию геологического строения территории страны "Аэрогеология" и МГУ им.М.В.Ломоносова (72) В.К. Гаранин, Г.П. Кудрявцева, Г.М.Пекшева, В.Н.Попов, E.Ã.Фаррахов, Л.В.Ботов и P.À.Òóëåáàåâ (53) 622.235 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1112121 кл. Е 21 С 39/00, 1983.

Авторское свидетельство СССР № 1208233, кл. Е 21 С 39/00, 1984. (54) ДАТЧИК ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЙ

ГОРНЫХ ПОРОД (57) Изобретение относится к области горной промышленности и предназначено для измерения напряжений в массиве горных пород. Цель изобретения— повышение точности и информативности

„.,80„„1481З99 И измерений. Датчик для измерения на:-. пряжений горных пород содержит цилиндрический корпус (ЦК) 1 из опти=.;. чески активного вещества. В ЦК 1 имеются ферромагнитные волокна наполни-. теля (ФВН) 2, расположенные радиально относительно продольной оси ЦК 1 и образующие по его высоте плоскости, составляющие друг с другом угол не более 45 . Датчик размещается в скважине так, чтобы с помощью цементирующего состава обеспечивался всесторонний контакт ЦК i с ее стенками.

Напряжения в породах приводят к деформации ЦК 1 и изменению первоначального магнитной восприимчивости а

ФВН 2. Магнитная восприимчивость ФВН

2, расположенных вдоль направления нагружения, изменяется максимально, а ФВН 2, расположенных перпендику- С

1 ярно направлению нагружения, — минимально. По величине изменения магнитной восприимчивости в каждой из . ) плоскостей определяют величину напря- Д; жений, действующих в каждом направ- Я) лении. 2 ил.

Ф 4

1481399

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для измерения напряжений в массиве горных пород.

Цель изобретения — повышение точности и информативности измерений.

На фиг. 1 представлен датчик, поперечный разрез; на фиг. 2 — зависимость изменения отношения магнитной восприимчивости от нагрузки.

Датчик для измерения напряжений горных пород содержит цилиндрический корпус i с центральным отверстием, глубиной менее высоты цилиндрического корпуса 1. Корпус выполнен из оптически активного вещества, например из эпоксидной смолы или боросиликатного стекла с модулем упругости Е (О, 3-0,82) 10 МПа, с наполнителем 2 в виде ферромагнитных волокон с модулем упругости, превышающем модуль упругости материала корпуса. Ферромагнитные волокна наполнителя 2, имеющие начальную магнитную восприимчивость ео, ориентированы радиально относительно оси корпуса 1 и расположены так, что образуют по высоте цилиндра плоскости, проходящие через его ось и составляющие друг.с другом угол не более 45О.

Датчик для измерения напряжений горных пород. работает .следукщим образом.

Датчик размещается в скважине так, чтобы с помощью цементирующего состава обеспечивапся контакт со стенками скважины. Напряжения. в массиве горных пород приводят к деформации стенок скважины и, соответственно, цилиндрического корпуса 1.

При этом изменяется магнитная socприимчивость р ферромагнитных волокон наполнителя 2, Ее изменение в каждой из плоскостей зависит от положения данной плоскости в напря женно-деформированном массиве горных пород. В плоскости, расположен ной вдоль направления нагружения, изменение магнитной восприимчивости максимально, в плоскости, расположенной перпендикулярно направлению нагружения, минимально. Измерение магнитной восприимчивости производят последовательно в каждой из и плоскостей. По расположению плоскостей, в которых изменения Xp / ж, максимальны и минимальны, определяют главные оси напряжения в мас20 сиве, а по величине изменений — величину напряжений в каждом направлении.

Формула из обре тения

Датчик для измерения напряжений горных пород, содержащий цилиндри. ческий корпус с центральным отверстием, выполненный нз оптически ак39 тивного вещества с наполнителем, . отличающийся тем, что, с целью повышения точности и информативности измерений, наполнитель выполнен в виде ферромагнитных во-локон с модулем упругости, превышающем модуль упругости материапа корпуса, при этом волокна ориентированы радиально относительно оси корпуса и образуют по высоте цилиндра

40 плоскости, проходящие через его ось и расположенные равномерно относительно друг друга под углом не более 45о

1481399 (кН) Составитель В. Петрушин

Техред Jl, Олийнык Корректор С.черни

Редактор Л. Зайцева

Заказ 2651/32 Тирам 450 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГЕНТ СССР

113035, Иосква, Ж-35, Рауаская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. У кгород, ул. Гагарина, 101