Устройство для определения энергоемкости разрушения горных пород

Изобретение относится к исследованию механических свойств горных пород. Технический результат заключается в упрощении процесса проведения измерения энергоемкости за счет возможности удаления фракций разрушенной горной породы посредством вращения перфорированного стакана. Устройство для определения энергоемкости разрушения горных пород включает станину, перфорированный стакан для помещения в него испытуемых образцов горной породы, пуансон и нагрузочный гидроцилиндр. При этом перфорированный стакан установлен относительно станины через упорный и радиальный подшипники, а через шлицевое соединение связан с рукоятью для вращения стакана. 1 ил.

 

Полезная модель относится к устройствам, предназначенным для исследования механических свойств различных по крепости горных пород, и может быть также использована для определения энергоемкости их разрушения.

Известны различные устройства для определения энергоемкости разрушения горных пород, одним из которых является (SU 964165, кл. E21C 39/00, 07.10.1982), состоящее из станины, стакана для помещения испытуемых образцов горной породы, пуансона и поршня нагрузочного цилиндра. При этом пуансон и поршень нагрузочного цилиндра выполнены с возможностью их относительного осевого смещения.

Недостатком устройства (SU 964165, кл. E21C 39/00, 07.10.1982) является неточность фиксируемых аппаратурой сигналов вследствие возникающих в процессе работы устройства ударных процессов. Удары возникают из-за того, что при частичном разрушении образцов горной породы происходит высвобождение упругой энергии, запасенной штоком пресса во время воздействия на образцы. Эта энергия не фиксируется измерительной аппаратурой и поэтому не учитывается при определении энергоемкости разрушения.

Наиболее близким к заявляемому является устройство (RU 2148170, кл. E21C 39/00, 27.04.2000), которое содержит станину, перфорированный стакан для помещения в него испытуемых образцов горной породы, пуансон, нагрузочный гидроцилиндр, стягивающий болт, коническую и цилиндрическую пружины.

Недостатком устройства (RU 2148170, кл. E21C 39/00, 27.04.2000) является отсутствие возможности вращения перфорированного стакана для удаления фракций разрушенной горной породы, что значительно затрудняет процесс проведения измерения энергоемкости.

Задачей предлагаемой полезной модели является облегчение процесса проведения измерения энергоемкости за счет достижения возможности удаления фракций разрушенной горной породы посредством вращения перфорированного стакана.

Решение задачи достигается использованием в устройстве упорного и радиального подшипников, рукояти для вращения стакана, а также шлицевого соединения для ее взаимодействия с перфорированным стаканом.

Технический результат заявляемой полезной модели выражается в облегчении процесса проведения измерения энергоемкости за счет достижения возможности удаления фракций разрушенной горной породы посредством вращения перфорированного стакана.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для определения энергоемкости разрушения горных пород, включающем станину, перфорированный стакан для помещения в него испытуемых образцов горной породы, пуансон, нагрузочный гидроцилиндр, согласно заявляемой полезной модели перфорированный стакан установлен относительно станины через упорный и радиальный подшипники, а через шлицевое соединение связан с рукоятью для вращения стакана.

Предлагаемое устройство для определения энергоемкости разрушения горных пород изображено на чертеже.

Заявляемое устройство состоит из станины 1, зажимного замка 2, служащего для удержания перфорированного стакана 3, в котором располагаются испытуемые образцы горной породы 4, упорного 5 и радиального 6 подшипников, установленных на станине 1 и обеспечивающих вращение перфорированного стакана 3 вокруг своей оси посредством рукояти для вращения стакана 7, соединенной с ним через шлицевое соединение 8, пуансона 9, воздействующего на испытуемые образцы горной породы 4, упругого элемента 10, представляющего собой коническую пружину и расположенного между пуансоном 9 и поршнем нагрузочного цилиндра 11.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

В нагрузочный цилиндр 11 подается под давлением жидкость, и поршень начинает движение в сторону испытуемых образцов горной породы 4, до тех пор, пока пуансон 9 не соприкоснется с ними. Далее начинается воздействие пуансона 9 на испытуемые образцы горной породы 4, при этом упругий элемент 10 начинает сжиматься, воспринимая на себя ту же нагрузку, что и испытуемые образцы горной породы 4. В момент скола горной породы пуансон 9, за счет упругой энергии упругого элемента, остается прижатым к образцам и удара по ним не происходит. Воздействием на рукоять для вращения стакана 7 через шлицевое соединение 8 осуществляется вращение перфорированного стакана 3 вокруг своей оси в упорном 5 и радиальном 6 подшипниках, тем самым достигается удаление фракций разрушенных образцов горной породы 4.

Посредством измерения линейного перемещения пуансона 9 и давления в нагрузочном цилиндре 11 становится возможным построение диаграммы деформации и разрушения испытуемых образцов горных пород 4, площадь которой представляет собой работу, затраченную на разрушение. Делением затраченной работы на объем разрушенной горной породы становится возможным определить энергоемкость разрушения данной горной породы.

Таким образом, заявляемое устройство для определения энергоемкости разрушения горных пород с использованием упорного и радиального подшипников, а также шлицевого соединения рукояти для вращения стакана с перфорированным стаканом обеспечивает облегчение процесса проведения измерения энергоемкости за счет достижения возможности удаления фракций разрушенной горной породы посредством вращения перфорированного стакана.

Устройство для определения энергоемкости разрушения горных пород, включающее станину, перфорированный стакан для помещения в него испытуемых образцов горной породы, пуансон, нагрузочный гидроцилиндр, отличающееся тем, что перфорированный стакан установлен относительно станины через упорный и радиальный подшипники, а через шлицевое соединение связан с рукоятью для вращения стакана.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к испытательной технике, к устройствам для исследования энергообмена при деформировании и разрушении блочного горного массива. Стенд содержит опорную раму, размещенные в ней захват для образца и захват для контробразца, гидравлический механизм взаимного поджатия образцов, связанный с захватом для образца, гидравлический механизм взаимного перемещения образцов, связанный с захватом для контробразца, гидравлические аккумуляторы энергии, связанные с механизмами поджатия и перемещения, источники давления, связанные с соответствующими аккумуляторами, пульсаторы давления, соединенные с соответствующими аккумуляторами и выполненные в виде гидроцилиндров со штоками, подпоршневая полость которых соединена с соответствующими аккумуляторами, эксцентриков, кинематически связанных со штоками гидроцилиндров, валов вращения эксцентриков и приводов вращения валов.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для оценки напряженно-деформированного состояния массива горных пород, выявления местоположения зон повреждения пород и характера их распространения для обеспечения устойчивости обнажений горных выработок и очистного пространства при подземной разработке месторождений полезных ископаемых.

Изобретение относится к области горного дела и может быть использовано для исследования сыпучих свойств геоматериалов. Устройство представляет собой сварную конструкцию башенного типа, устанавливаемую на верхней предварительно спланированной площадке отработанного карьера с обеспечением вертикальной устойчивости.
Изобретение относится к горному делу, преимущественно к угольной промышленности, и может быть использовано для рекомендаций по выбору способов и параметров дегазации сближенных угольных пластов.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при оценке структурно нарушенных и удароопасных массивов горных пород и прогноза развития деформационных процессов.

Изобретение относится к горному делу, в частности к средствам контроля состояния анкерной крепи и смещений вмещающих пород горизонтальных и наклонных подземных горных выработок, закрепленных анкерной крепью.

Изобретение относится к технике горного дела, добыче полезных ископаемых, в частности к устройствам для изучения физико-механических свойств горных пород, и может быть использовано в геологии, горной, газовой и нефтяной промышленности для расчета предельной величины давления гидроразрыва пласта.

Предложенная группа изобретений относится к измерительной технике, в частности к технике создания скважинных инклинометрических систем, и может быть использована в горном деле для контроля деформационных процессов горных пород и закладочного массива.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для определения напряжений в массиве горных пород. Техническим результатом изобретения является определение факта превышения значением максимального главного напряжения критического уровня, равного или превышающего 0,9 от предела прочности при сжатии σсж, что свидетельствует о переходе породы в стадию предразрушения.

Изобретение относится к горному делу и предназначено для определения направления максимального напряжения в конструктивных элементах систем разработки относительно пробуренных в них контрольных скважин.

Группа изобретений относится к горному делу и может быть использована для оценки напряженного состояния горных пород в породном массиве и различных сооружений, например плотин. Технический результат - контроль с одного места пространственного распределения напряжений, снижение трудоемкости эксплуатации устройства и упрощение его конструкции. Способ включает установку в породном массиве через скважину устройства для реализации способа. Определение в заданной плоскости значений напряжений по трем направлениям, ориентированным под углом 120° относительно друг друга, по которым находят распределение напряжений в заданной плоскости и оценивают напряженное состояние горных пород. В породном массиве через скважину создают шаровую полость, которую заполняют раствором, отвердевающим и расширяющимся при отвердении. Устройство для реализации способа устанавливают в центре шаровой полости. Распределение напряжений определяют еще в двух плоскостях, которые вместе с первой образуют три ортогональные плоскости, проходящие через центр шаровой полости. Затем представляют распределения напряжений на ортогональных плоскостях в виде эллипсов, по которым, как по трем проекциям на ортогональные плоскости, строят эллипсоид. После этого напряженное состояние горных пород оценивают по ориентациям и численным значениям полуосей эллипсоида. Устройство включает измерительную систему с датчиками силы и регистратор. Измерительная система выполнена в виде шара с радиальными отверстиями, расположенными в ортогональных плоскостях, проходящих через центр шара. Радиальные отверстия расположены под углом 120° относительно друг друга в каждой из указанных плоскостей. В эти отверстия вставлены стержни. Датчики силы установлены между стержнями и дном этих отверстий. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх