Устройство для моделирования механизма горного удара

 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для изучения механизма горного удара. Цель изобретения - повышение достоверности моделирования механизма горного удара за счет создания условия неравномерного нагружения испытуемого блока (ИБ). Для этого средство создания осевой нагрузки выполнено в виде двух независимых источников давления (ИД) с жесткой и мягкой х-ками нагружения и дополнительной независимой системой дросселирования. При этом ИД с жесткой х-кой размещен у контура ИБ 16, а ИД 1 смещен к центру ИБ 16. Средство бокового нагружения и разгрузки выполнено в виде плоских эластичных гидравлических баллонов 4. ИД 1 и баллоны 4 трубопроводами 5 и 6 соединены через дроссели 7, 8 с соответствующими быстродействующими клапанами (БДК) 9, 10, ресиверами 11 - 13 и насосами 14, 15. Для управления работой гидравлических систем в схему включены вентили 18 - 20. Насосом 14 при открытых вентиле 19 и БДК 9 через трубопровод 5 подают жидкость в ИД 1, создавая напряжения, по оси ИБ 16. Насосом 15 через ресивер 12, открытые вентиль 20 и БДК 10 нагнетают жидкость в баллоны 4. Затем жидкость насосом 14 при открытом вентиле подают во второй ИД. Создав условия всестороннего сжатия, создают давление в ресиверах 11, связанных системой трубопроводов 21 с ИД 1 и резким открытием БДК 9 передают это давление в ИД 1. Происходит деформация и разрушение краевой части ИБ 16. Скорость разрушения регулируют дросселем 7. Разрушение краевой части приводит к разрушению ИБ 16, происходит горный удар. При моделировании горных ударов при обработке оставленных целиков сбрасывают давление в эластичных баллонах 4 с помощью ресивера 12, клапана 10 и дросселя 8 дополнительной независимой системы дросселирования. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (19) (11) (51)5 E 21 F 5/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ " ="

Н А ВТОРСНОМЪ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

17 (21) 4449883/23-03 (22) 27е06.88 (46) 30.03.90. Бюл. 11- 12 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела (72) А.И.Нимец (53) 622. 832 (088. 8) (56) Авторское . свидетельство СССР

У 633408, кл. Е 21 Г 5/ОО, 1976.

Авторское свидетельство СССР

Р 720171, кл. E 2 1 F 5/ОО, 1977. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЙ

МЕХАНИЗМА ГОРНОГО УДАРА (57) Изобретение относится к горному делу и м,б. использовано для изучения механизма горного удара. Цель изобретения — повышение достоверности моделирования механизма горного удара за счет создания условий неравномерного нагружения испытуемого блока (ИБ) .

Для этого средство создания осевой

2 нагрузки выполнено в виде двух независимых источников давления (ИД) с жесткой и мягкой х-ками нагружения и дополнительной независимой системой дросселирования. При .этом ИД с жесткой х-кой размещен у контура ИБ 16, а ИД 1 смещен к центру ИБ 16. Средство бокового нагружения и разгрузки выполнено в виде плоских эластичных гидравлических баллонов 4. ИД 1 и баллоны 4 трубопроводами 5 и 6 соединены через дроссели 7, 8 с соответствующими быстродействующими клапанаьж (БДК) 9, 10, ресиверами 11-13 и насосами 14, 15. Дпя управления работой гидравлических систем в схему включе- а ны вентили 18-20. Насосом 14 при откритыв вентиле l9 и БДК 9 еврее трубе- Q) провод 5 подают жидкость в ИД 1, соз-. давая напряжения, по оси ИБ 16. Насо- ( сом 15 через ресивер 12, открытые вентиль 20 и БДК 10 нагнетают жидФ

Ьви

Г 1 У С

1553720 кость в баллоны 4. Затем жидкость «a— сосоМ 14 при открытом вентиле подают во второй ИД. Создав условия всесто роннего сжатия. создают давление в ресиверах 11, связанных системой

5 трубопроводов 21 с ИД l, и резким открытием БДК 9 передают зто давление в ИД 1, Происходят деформация и разрушение краевой части Иl 16 Скорость 10 разрушения регулируют дросселем 7„

1

Изобретение относится к горному

1 ,делу и может быть использовано для изучения механизма горно го удар а.

Цель изобретения — повышение достоверности моделирования механизма горного удара за счет создания усло1 вий неравномерного нагружения испь|ты ваемого блока.

Па фиг, 1 показаны гидравлическая схема и взаимное расположение отдель- 25 ных узлов; на фиг. 2 — разрез А-А .на фиг. 1 ..

Устройство состоит из средств создания осевой нагрузки, в виде источниковв l и 2 д авл ения, установленных между опорными плитами 3, и средства бокового нагружения и разгрузки B виде плоских эластичных гидравлических баллонов 4. Средства 1 и 4 с помощью трубопроводов 5 и 6 соединены через дроссели 7 и 8 с соответствующими быстродействующими клапанами 9 и 10, ресиверами 11-13 и насосами 14 и 15.

Источник 2 гидравлической системой связан с насосом 14 самостоятельно, Иежду боковыми баллонами 4 и испытываемым блоком 16 расположены эластичные прокладки 17. Для управления работой гидравлических систем в схему включены вентили 18-20, Для создания дополнительной нагрузки в средствах осевой нагрузки 1, в том числе и динамической, предназначена батарея ресиверов 11. Ресиверы 12 и 13 служат для управления быстродействующими клапанами 10 и 9. Источники 1 давления выполнены в виде гидравлических домк рато в с мя гкой хар акт ери сти кой нагружения, т . е. обладают высокой податливостью, Источники 2 выполнены с

55 жесткими характеристиками нагружения (с низкой или регулируемой податливостью), т.е, с элементами нагружения, обладающими самоторможением (клиРазрушение краевой части приводит к разрушению ИБ 16, происходит горный удар, При моделировании горных ударов при отработке оставленных целиков сбрасывают давление в эластичных баллонах 4 с помощью ресивера 12, клапана 10 и дросселя 8 дополнительной независимой системы дросселирования. 2 з ° и, ф-лы, 2 ил, новые или винтовые нагружающие узлы, гидр одо мкр а ты с м ал о сжимаемой жид к остью) .

Устройство работает следующим об— разом, 1

11асосом 14 при открытых вентиле 19 и клапане 9 через трубопровод 5 производят нагнетание жидкости в средства 1 осевой нагрузки (домкраты), создавая напряжения, не превышающие предел упругости испытываемого материала. Насосом 15 через ресивер 12, открытые вентиль 20 и быстродействующий клапан 10. производят нагнетание жидкости в баллоны 4, создавая боковые напряжения также в пределах упругости материала. Затем средствами 2 осевой нагрузки нагружают центральную часть испытываемого блока (гидравлическая связь .источника 2 с насосом не показана), находящуюся в условиях всестороннего сжатия, и одновременно повышают давление в средстве 1 осевой нагрузки и гидравлических баллонах 4, выдерживая заданное соотношение величин главных напряжений.

Создав условия всестороннего сжатия, насосом 14 при закрытом клапане

9 через трубопровод 21 создают давление в ресиверах 11, а затем перекрывают гидравлическую цепочку 22. С помощью трубопровода 21 и насоса 14 подают жидкость под давлением в ресивер 13. Открывают вентиль 18 при закрытом вентиле 19. При этом открывается клапан 9, Жидкость из ресиверов 11 в силу упругости устремляется в средства 1, которые деформируют и разрушают краевую часть испытываемого массива. Скорость деформирования и разрушения регулируют дросселем 7.

Разрушенная передняя стенка приводит

1553720

30 к саморазрушению основного блока вследствие перехода материала из объемного сжатия в плоское, а также иэ-эа концентрации напряжений в цент5 ре образца, величину которых задают в зависимости от решаемой задачи. Таким образом, происходит моделирование горного удара. Другой вариант может быть получен при сбрасывании давления в баллонах 4 с помоцью ресивера !

2, клапана.10 и дросселя 8.

Кагружаемый массив переходит из всестороннего сжатия в одноосное, что приводит к идеальному случаю хрупкого 15 разрушения., встречающемуся на практике при отработке оставленных целиков угля. При этом следует иметь ввиду, что для получения надежных результатов прочность испытываемого блока и его размеры должны отражать свойства реального массива. Устройство позволяет испытывать блоки размером

1000;1000 1000 мм и более, которые, с одной стороны, находятся за преде- 25 лами влияния масштабного эффекта, а с другой, количество энергии, накапливаемое в таком блоке даже в случае одноосного сжатия соизмеримо с количеством энергии, выделяемой при небольшом горном ударе.

Иоделируя с помощью предлагаемого устройства влияние хрупкого разрушения в шахматных условиях, получают объективные характеристики механизма

1 горного удара: влияния свойств материала, вида напряженного состояния, концентрации напряжений, скорости нагружения и изменения вида напряженного состояния, температуры, влажно- 40 сти, баланса энергии, что позволяет прогнозировать горные удары и применять наиболее рациональные профилактические мероприятия по их предупреждению. 1(роме этого, устройство может быть использовано для калибровки приборов, используемых в горной геомеханики.

Формула изобретения

l . .Устройство для моделирования механизма горного удара, включающее испытываемый блок иэ модельного материала, средство создания осевой нагрузки, снабженное источником давления, средство бокового нагружения и разгрузки, снабженное системой дросселирования с быстродействующим клапаном, приборы контроля, о т л и ч аю m е е с я тем, что, с целью повышения достоверности моделирования механизма горного удара за счет создания условий неравномерного нагружения испытываемого блока, средство создания осевой нагрузки выполнено в виде двух независимых источников давления с жесткой и мягкой характерис-. тиками нагружения, причем источник давления с мягкой характеристикой нагружения размещен у контура испытываемого блока, а источник давления с жесткой характеристикой нагружения смецен к центру этого блока, при этом средство создания осевой нагруз" ки снабжено дополнительной независимой системой дросселирования.

2, Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что системы дросселирования снабжены ресиверами.

3. Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что средства бокового нагружения выполнены в виде плоских эластичных гидравлических баллонов.

1553720

Составитель Г.Васючкова

Техред И.Ходанич

Редактор И.Касарда

Корректор Т,МалеП 6

Заказ 444 Тираж 375 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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