Способ контроля размеров трещин в образцах горных пород

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, например, в горной промышленности при исследованиях процессов трещинообразования в образцах горных пород. Цель изобретения - повышение точности и упрощение измерений за счет уменьшения влияния входных цепей измерительного оборудования на конечный результат измерений и устранения необходимости в экранировании испытательного стенда. В образце 1 горной породы перпендикулярно одной из граней сверлят отверстие 2 и создают зародышевую щель 3. В отверстие 2 устанавливают переходник-герметизатор 4, к которому подсоединяют трубу 5, и подают через нее электропроводящую жидкость под давлением, которая образует трещину 6. С противоположных сторон образца накладывают металлические листы 7, 8. К листу 7 подключают источник 9 переменного напряжения, к листу 8 - миллиамперметр 10. Трубу 5 заземляют проводом 11. Площадь трещины вычисляют по формуле S=S<SB POS="POST">0</SB>(1 - I/I<SB POS="POST">0</SB>), где S<SB POS="POST">0</SB> - площадь взаимного перекрытия электропроводящих поверхностей

I<SB POS="POST">0</SB> - измеряемый ток до образования трещины

I - текущее значение измеряемого тока. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (дц4 С 01 В 7/32

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4378006/25-28 (22) 16.02.88 (46) 23.10.89. Бюл. Р 39 (71) Институт горного дела СО АН СССР (72) Н.Г.Кю, О.И.Чернов и И.В.Шабалин (53) 621 317 393531 717 (088 8) (56) Авторское свидетельство СССР

11 1293480, кл. G 01 В 7/32, 1985.

Авторское свидетельство СССР

Р 1054674, кл. G 01 В 7/32, 1982. (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ РАЗМЕРОВ ТРЕЩИН

В ОБРАЗЦАХ ГОРНЬИ ПОРОД (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, например, в горной промышленности при исследованиях процессов трещинообразования в образцах горных пород. Цель изобретения — повышение точности ы упрощение измерений за счет уменьшения влияния входных цепей измерительного оборудоваÄÄSUÄÄ 1516764 А 1

2 ния на конечный результат измерений и устранения необходимости в зкранировании испытательного стенда.

В образце 1 горной породы перпендикулярно одной иэ граней сверлят отверстие 2 и создают зародышевую щель 3.

В отверстие 2 устанавливают переходник-герметизатор 4, к которому подсоединяют трубу 5, и подают через нее электропроводящую жидкость под давлением, которая образует трещину 6.

С противоположных сторон образца накладывают металлические листы 7, 8.

K листу 7 подключают источник 9 переменного напряжения, к листу 8 — миллиамперметр 10. Трубу 5 эаэемпяют проводом 11. Площадь трещины вычисляют по формуле Я=ВО(1-I/I,), где S o площадь взаимного перекрытия электропроводящих поверхностей; I — измеряемый ток до образования трещины; 1— текущее значение измеряемого тока.

2 ил.

1516764

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, например, в горной промышленности при исследованиях процессов трещинообразования в образцах горных пород.

Целью изобретения является повышение точности и упрошение измерений за счет уменьшения влияния входных 1р цепей измерительного оборудования на конечный результат измерений и устранения необходимости в экранировании испытательного стенда.

На фиг. 1 представлена схема реа- 15 .лизации- способа; на фиг. 2 — эквивалентная схема измерений.

Способ реализуется следующим образом.

В образце 1 горной породы (фиг.1) 2Р перпендикулярно одной из его граней сверлят отверстие 2, в забойной части которого специальным устройством (не показано) создают зародышевую щель 3 в плоскости, перпендикулярной .25 оси отверстия. В отверстии 2 устанавливают с использованием клеющего вещества переходник-герметизатор 4.

К переходнику-герметиэатору 4 подсоединяют трубу 5 и подают через нее электропроводящую жидкость под давлением, которая, раздвигая зародышевую щель 3, образует трещину 6.

Для контроля размеров трещины 6 с противоположных сторон образца на35 кладывают металлические листы 7 и 8 так, что они перпендикулярны оси отверстия 2. К листу 7 подключают источник 9 переменного йапряжения, а к листу 8 — миллиамперметр 10. Трубку

5 заземляют проводом 11.

Емкость конденсатора С (фиг.2) соответствует емкости между электропроводящими поверхностями (листами)

7 и 8, емкости конденсаторов С и С вЂ” 45 . емкостям между поверхностью жидкости и щели и поверхностями 7 и 8 соответственно (фиг.1). Из этой схемы видно, что благодаря такому подключению приборов и заземлению измеряемый ток зависит лишь от напряжения генератора (источника 9 переменного напряжения) и емкости конденсатора С которая определяется как

E f.(s, -s) (1)

d где E - относительная диэлектрическая проницаемость;

Е, 8,85 10 Ф/м — электрическая постоянная;

S — площадь взаимного перекрытия поверхностей 7 и 8 при отсутствии трещины;

S — - площадь трещины;

d — расстояние между поверхностями 7 и 8.

Сопротивление конденсатора С:

1 d с 211 fC 21 f Efo(so S) где f — частота синусоидального тока, Ток, протекающий через конденсатор С:

2 я f E E,(S,-S)

I = ----- = U

Х с 1 где U — - напряжение генератора.

При отсутствии трещины ток I, протекающий через конденсатор С, (3) (4) Разделив (3) на (4) и решая относительно площади трещины S, получаем

S = S о (1-I/Iо) . б

Формула изобретения

Способ контроля размеров трещин в образцах горных пород, заключающийся в том, что наносят на поверхность б. образ ца ток оп ров одящий слой, подключают его к источнику переменного напряжения, заполняют трещину электропроводящей жидкостью, которую электрически соединяют с шиной нулевого потенциала, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и упрощения измерений, токопроводящий слой наносят на образец с двух противоположных сторон, токопроводящий слой — со стороны, противоположной слою, к которому подключен источник переменного напряжения, подключают через амперметр к шине нулевого потенциала, измеряют величину протекающего через амперметр тока, а площадь трещины определяют по формуле

Величина Бс, задается при изготовлении испытательного стенда и поэтому ,.является известной, а ток определяется по прибору, включенному в схему измерения.

1516764

Составитель Ю.Петраковкий

Редактор Н.Гунько Техред И.Верес Корректор Т.Палий

13акаэ 6372/38

Тираж 683

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 где S — площадь трещины, м ;

S — площадь взаимного перекрытия электропроводящих поверхностей;

1 — измеряемый ток до образования трещины, А;

I — - текущее значение измеряемого тока, А.