Стенд для моделирования геомеханических процессов в толще горных пород

 

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для моделирования геомеханических процессов, возникающих в толще горных пород при отработке твердых полезных ископаемых, в лабораторных условиях. Цель изобретения - обеспечение адекватности моделирования технологических ситуаций Стенд для моделирования геомеханических процессов в толще горных пород включает основание 1 и имитирующий горные породы эквивалентный материал (ЭМ) 2, боковые стенки 3, систему 4 индикации напряжения в ЭМ 2, стержни (С) 6, установленные в отверстиях 5 основания 1, плоские площадки (ПП) 7, установленные на концах С 6. образующие поверхность для укладки ЭМ 2. На ПП 7 размещена эластичная пленка 8 Каждая ПП 7 подпружинена относительно своего С 6. Жесткость пружины, размеры ПП 7. толщина слоев ЭВ 2 и его состав подбирают по критериям подобия. По геологическим данным в масштабе формируют модель Для этого на ПП 7, имитирующие топоповерхность залежи, укладывают слои ЭВ 2. Осуществляют пригрузку стенда с помощью гидродомкратов, пневмоподушек. мешков с дробью. Имитируют процесс отработки. Вывинчивают часть С 6 в соответствии с технологической ситуацией. Осуществляют измерение напряжений в массиве, его разуплотнение и деформации 1 з.п. ф-лы, 6 ил. 2 (Л С о со ю ел ел о

СОК)3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Е 21 С 39/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4744666/03 (22) 02.10.89 (46) 07.10,91. Бюл.М 37 (71) Отдел Института 1орного дела СО АН

СССР (72) В.И.Штеле (53) 622.023(088.8) (56) Методические указания по измерению деформаций в моделях из эквивалентных материалов с помощью деформометра Д-2 и блочных тензометров ТБ — 1. — Л,: Изд-во

В Н ИМИ. 1961, с.4-15, Авторское свидетельство СССР

М 1382953, кл. Е 21 С 39/00. 1986. (54) СТЕНД ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ГЕОМЕХАНИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В ТОЛЩЕ

ГОРНЫХ ПОРОД (57) Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для моделирования геомеханических процессов, возникающих в толще горных пород при отработке твердых полезных ископаемых, в лабораторных условиях. Цель изобретения — обеспечение адекватности моделирова„„Я2ÄÄ 1682559 А1 ния технологических ситуаций. Стенд для моделирования геомеханических процессов в толще горных пород включает основание 1 и имитирующий горные породы эквивалентный материал (ЭМ) 2, боковые стенки 3, систему 4 индикации напряжения в ЭМ 2, стержни (С) 6, установленные в отверстиях 5 основания 1, плоские плогцадки (ПП)

7, установленные на концах С 6. образующие поверхность для укладки ЭМ 2, На ПП

7 размещена эластичная пленка 8. Каждая

ПП 7 подпружинена относительно своего С

6. Жесткость пружины, размеры ПП 7, толщина слоев ЭВ 2 и его состав подбирают по ,критериям подобия. По геологическим данным в масштабе формируют модель. Для этого на ПП 7, имитирующие топоповерхность залежи, укладывают слои ЭВ 2. Осуществляют пригрузку стенда с помощью гидродомкратов, пневмоподушек, мешков с дробью. Имитируют процесс отработки. Вывинчивают часть С 6 в соответствии с технологической ситуацией, Осуществляют измерение напряжений в массиве, его разуплотнение и деформации. 1 з.п. ф-лы, 6 ил, 1682559

Изобретение отнссится к горной I.lpOмышленности и предназначено для моделирования геомеханических процессов, возникающих в толще горных пород при отработке твердых полезных ископаемых, в лабораторных условиях, Целью изобретения является обеспечение адекватности моделирования технологических ситуаций.

На фиг,1 показан стенд с уложенным эквивалентным материалом (фрагмент), вертикальный разрез; на фиг.2 — то же, после имитации отработки участка залежи; на фиг.3 — стержень с подпружиненной площадкой; на фиг.4 — схема моделирования отработки залежи расходящимися забоями; на фиг.5 — схема моделирования отработки залежи двумя забоями; на фиг.б — схема моделирования выемки залежи KBMBpHQ-öeликовой системой разработки.

Стенддля моделирования геомеханических процессов в толще горных пород содержит основание 1 и имитирующий горные породы эквивалентный материал 2, боковые стенки 3, систему 4 индикации напряжений, разуплотнений и подвижек в эквивалентном материале, вертикальные отверстия 5, выполненные в основании 1, стержни 6, установленные в отверстиях 5 основания 1 с возможностью фиксированного перемещения, например, на резьбе, плоские площадки 7, установленные вплотную друг к другу на верхних концах стержней 6 и образующие единую поверхность для укладки эквивалентного материала 2. На плоских площадках 7 размещена эластичная прокладка 8. Каждая плоская площадка 7 подпру>кинена относительно своего стержня 6 и имеет возможность относительного перемещения вдоль его оси При этом жесткость пружин, размеры площадок 7, толщина слоев эквивалентного материала 2 и его состав подбираются по крлтериям геометрического и механического подобия.

Стенд работает следующим образом, По геологическим данным определяют структуру, слоистость и физико-механические свойства горных пород в кровле залежи, а также геометриче=кие характеристики самой залежи. На основе этлх данных в масштабе 1:20 — 1:200 формируют модель. Для этого на площадки 7, имитирующие топоповерхность отрабатываемой залежи, укладывают слои иэ эквивалентного материала 2.

Одновременно с этим в массиве размещают датчики системы 4 индикации. Предварительно на поверхность площадок 7 укладывают эластичную п1 оклэдку 8. Путем выдвижения стержней 6 на определенную

30 высоту воспроизводится характер топоповерхности отрабатываемой залежи.

После этого осуществляют пригрузку стенда с помощью гидродомкратов, пневмоподушек или мешков с дробью. Затем осуществляют имитацию процесса отработки залежи путем опускания отдельных площадок 7, Для этого частично вывинчивают стержни 6. При этом величина опускания площадок 7 принимается подобной вынимаемой мощности залежи, С использованием контактной или бесконтактной системы 4 индикации осуществляют измерение напряжений в массиве, его разуплотнение и деформации, С использованием стенда возможно мо, лирование различных технологических ситуаций (фиг,4 — б,заштрихованные квадраты — опущенные пластины 7). Для имитации упругих свойств залежи, целиков или механизированных крепей пластины 7 подпружинены (фиг.3). При этом подбираются пружины, обеспечивающие подобие упругим свойствам залежи или механизированной крепи. Пружины могут устанавливаться в процессе имитации выемки. Все геометрические характеристики модели, слоев, характер и состав материалов выбирают из требований геометрического и механического подобия при моделировании процессов деформации и разрушения горных пород, исходя из известных принципов, Формула изобретения

1. Стенд для моделирования геомеханических процессов в толще горных пород, включающий основание, имитирующий горные породы эквивалентный материал, боковые стенки, систему индикации напряжений, разуплотнений и подвижек в эквивалентном материале, о т л и ч а ю щ ий с я тем, что, с целью обеспечения адекватности моделирования технологических ситуаций, он снабжен стержнями, установленными с возможностью фиксированного перемещения относительно основания, плоскими площадками, установленными вплотную друг к другу на верхних концах стержней и образующими единую поверхность для укладки эквивалентного материала, а в основании выполнены вертикальные отверстия для стержней, 2. Стендпо п1,отличающийся тем, что он снабжен. эластичной прокладкой, размещенной на плоских площадках, каждая плоская площадка подпружинена относительно своего стержня и имеет возможность относительного перемещения вдоль его оси, при этом жесткость пружин, 1682559 размеры плоских площадок, толщина слоев эквивалентного материала и его состав подбираются по критериям геометрического и механического подобия.

16()25591

Составитель В,Петрушин

Техред M.Moðãåíòàë Корректор M,Максимишинец

Редактор И,Шмакова

Производственно издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул l,н,"-.l)ll><:

Заказ 3391 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям .гпи Г КНТ СССР

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