Погружной измеритель энергоёмкости разрушения горных пород

Авторы патента:

E21C39/00 - Устройства для определения на месте разработки твердости или других свойств полезных ископаемых, например с целью выбора соответствующих инструментов для добычи

Владельцы патента RU 2624064:

Корнеев Виктор Александрович (RU)

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для определения энергоемкости разрушения горных пород в скважинах, пробуренных из подземных горных выработок. Технический результат заключается в повышении точности определения энергоемкости разрушения горных пород, а также упрощении работы оператора при проведении исследований. Погружной измеритель энергоемкости разрушения горных пород включает гидроцилиндр, нагрузочный поршень со штоком, оснащенным индентором. При этом гидроцилиндр содержит промежуточный шток, соединенный с двумя поршнями: внешним и внутренним, которые разделяют гидроцилиндр на четыре полости: входную, среднюю, напорную и силовую. При этом средняя полость имеет выход в атмосферу через окно, в котором размещен толкатель, взаимодействующий с упором, расположенным на промежуточном штоке гидроцилиндра, и соединенный с подвижным клином, который имеет связь с корпусом гидроцилиндра посредством распорной пружины. Между напорной и силовой полостями обеспечена гидравлическая связь посредством канала. 1 ил.

Известно устройство [1], которое может быть использовано для определения энергоемкости разрушения горных пород в скважинах приконтурного массива выработок. Это устройство включает в себя измерительную головку, содержащую гидроцилиндр, нагрузочный поршень со штоком, оканчивающимся пуансоном (в действительности являющимся индентором), взаимодействующим с горной породой, при этом шток нагрузочного поршня выполнен конусным на участке взаимодействия со штоком измерителя линейных перемещений.

Недостатком устройства [1] является невозможность его использования при определении энергоемкости разрушения высоко крепких пород ввиду отсутствия возможности получения больших усилий на инденторе.

Наиболее близким к заявляемому устройству по технической сущности и достигаемому результату является погружной измеритель крепости горных пород [2]. Он состоит из гидроцилиндра, выполненного с тремя концентрическими полостями, бесштокового и нагрузочного поршней, при этом шток нагрузочного поршня оснащен индентором.

Недостатком устройства [2] является отсутствие возможности расклинивания гидроцилиндра относительно стенок скважины при проведении измерений, что приводит к снижению точности получаемых данных из-за влияния гравитационной силы, а также усложняет работу оператора в процессе исследований.

Задачей и техническим результатом настоящего изобретения является повышение точности определения энергоемкости разрушения горных пород, а также упрощение работы оператора при проведении исследований.

Решение поставленной задачи достигается использованием в конструкции устройства подвижного клина, соединенного с толкателем, приводимого в движение распорной пружиной и промежуточным штоком гидроцилиндра через упор, и взаимодействующего со стенками скважины.

Указанный технический результат достигается тем, что предлагается погружной измеритель энергоемкости разрушения горных пород, включающий гидроцилиндр, нагрузочный поршень со штоком, оснащенным индентором, согласно заявляемому изобретению, разработанный так, что гидроцилиндр содержит промежуточный шток, соединенный с двумя поршнями: внешним и внутренним, которые разделяют гидроцилиндр на 4 полости: входную, среднюю, напорную и силовую, при этом средняя полость имеет выход в атмосферу через окно, в котором размещен толкатель, взаимодействующий с упором, расположенным на промежуточном штоке гидроцилиндра, и соединенный с подвижным клином, который имеет связь с корпусом гидроцилиндра посредством распорной пружины, а между напорной и силовой полостями обеспечена гидравлическая связь посредством канала.

Предлагаемый погружной измеритель энергоемкости разрушения горных пород показан на чертеже. Он состоит из гидроцилиндра 1, нагрузочного поршня 2, промежуточного штока 3, распорной пружины 4 и подвижного клина 5, перемещающегося вдоль направляющих 6. Распорная пружина 4 имеет жесткую связь с корпусом гидроцилиндра 1 и подвижным клином 5 в точках А и В соответственно и находится в растяжении перед началом измерения. Шток нагрузочного поршня 2 оснащен индентором 7, взаимодействующим при работе устройства с горной породой 8, слагающей стенки скважины. Промежуточный шток 3 соединен с внешним 9 и внутренним 10 поршнями, которые разделяют гидроцилиндр 1 на 4 полости: входную С, среднюю D, напорную Е и силовую F.

Средняя полость D заполнена атмосферным воздухом и соединена с атмосферой через окно G. Промежуточный шток 3 содержит упор 11, взаимодействующий с подвижным клином 5 посредством толкателя 12 через окно G. Толкатель 12 жестко соединен с подвижным клином 5. Каналы 13 и 14 служат для подвода рабочей жидкости во входную полость С и штоковое пространство силовой полости F гидроцилиндра 1 соответственно. Канал 15 связывает напорную полость Е с силовой полостью F гидроцилиндра 1.

Работа предлагаемого устройства осуществляется следующим образом.

Погружной измеритель энергоемкости разрушения горных пород погружается с помощью штанги в скважину на заданную глубину, на которой необходимо определить энергоемкость разрушения пород. Рабочая жидкость через канал 13 подается во входную полость С гидроцилиндра 1, что приводит к перемещению промежуточного штока 3 и вытеснению рабочей жидкости из напорной полости Е в поршневое пространство силовой полости F через канал 15. В результате этого происходит перемещение нагрузочного поршня 2 и воздействие индентора 7, прикрепленного к его штоку, на горную породу 8 вплоть до ее разрушения. Регистрация момента разрушения горной породы 8 индентором 7 и потребного для этого усилия осуществляется по падению давления жидкости во входной полости С.

Перемещение промежуточного штока 3 приводит также к движению упора 11, закрепленного на нем, в сторону напорной полости Е, что способствует освобождению подвижности толкателя 12 с его дальнейшим перемещением в этом же направлении под действием сжатия распорной пружины 4. Сжатие распорной пружины 4 приводит к перемещению подвижного клина 5 вдоль направляющих 6 вплоть до достижения им соприкосновения с горной породой 8, слагающей стенки скважины, за счет чего осуществляется расклинивание заявляемого устройства в скважине.

Возврат нагрузочного поршня 2 и промежуточного штока 3 с внешним 9 и внутренним 10 поршнями в положение, предшествующее началу проведения измерения, осуществляется путем подачи рабочей жидкости через канал 14 в штоковое пространство силовой полости F. Это приводит к перемещению нагрузочного поршня 2 в обратном направлении, вытеснению жидкости из поршневого пространства силовой полости F в напорную полость Е через канал 15 и перемещению промежуточного штока 3 с внешним 9 и внутренним 10 поршнями за счет этого в исходное положение. При этом движение промежуточного штока 3 через упор 11 передается толкателю 12, что приводит к перемещению подвижного клина 5 вдоль направляющих 6 в обратном направлении, растяжению распорной пружины 4 и устранению распора устройства в скважине.

Источники информации

1. Патент на изобретение RU 2230904 С2.

2. Патент на изобретение RU 2433266 C1.

Погружной измеритель энергоемкости разрушения горных пород, включающий гидроцилиндр, нагрузочный поршень со штоком, оснащенным индентором, отличающийся тем, что гидроцилиндр содержит промежуточный шток, соединенный с двумя поршнями: внешним и внутренним, которые разделяют гидроцилиндр на 4 полости: входную, среднюю, напорную и силовую, при этом средняя полость имеет выход в атмосферу через окно, в котором размещен толкатель, взаимодействующий с упором, расположенным на промежуточном штоке гидроцилиндра, и соединенный с подвижным клином, который имеет связь с корпусом гидроцилиндра посредством распорной пружины, а между напорной и силовой полостями обеспечена гидравлическая связь посредством канала.

Способ контроля напряженного состояния массива горных пород предназначен для определения пространственного распределения напряжений в окрестности горной выработки и глубины максимума зоны опорного давления.

Стабилометр // 2616946

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к механическим испытаниям горных пород при объемном сжатии в режиме жесткого нагружения, обеспечивающем контроль процесса деформирования образцов за пределом прочности.

Способ контроля напряжённо-деформированного состояния массива горных пород // 2613229

Изобретение относится к горному делу, предназначено для осуществления контроля напряженно-деформированного состояния (НДС) массива горных пород, в том числе имеющего блочную структуру, и может быть использовано для оценки и прогноза устойчивости горных выработок при производстве добычных работ.

Способ для измерения относительных изменений концентрации напряжений впереди фронта очистной лавы // 2604532

Способ заключается в том, что управляюще-регистрирующий сервер регистрирует измерительные сигналы колебаний из установленных в прилегающих к лаве штреках трехмерных геофонных измерительных зондов, синхронно пространственно ориентированных во всех измерительных каналах и в синхронизированном временном интервале, а также в тесной корреляции с сигналами, информирующими о режиме работы и местоположении очистного комбайна в выработке лавы и на этой основе, при взаимодействии с преобразующим сервером, локализует сейсмические явления.

Способ и устройство для генерирования сейсмических импульсов при картировании подземных трещин // 2604104

Изобретение относится к определению области распространения, размеров и геометрии трещин и систем трещин, образовавшихся в результате гидроразрыва пласта, конкретно относится к способу и устройству для создания микросейсмических событий внутри трещин и систем трещин.

Способ комплексного освоения карбонатных месторождений // 2602636

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при открытой разработке карбонатных месторождений с целью комплексной подготовки для переработки минерального сырья.

Внутрискважинный способ определения направления действия и значений главных напряжений // 2598009

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для определения направления действия и значений главных напряжений в горном массиве, оценки напряженно-деформированного состояния массива горных пород, выявления местоположения зон повреждения пород и характера их распространения при подземной разработке месторождений полезных ископаемых.

Способ контроля качества железорудного материала в ковше горного погрузочного средства и устройство для его осуществления // 2595018

Группа изобретений относится к измерительной технике и может быть использована для оценки качества железорудного материала при добыче с помощью горных погрузочных средств, преимущественно экскаваторов и фронтальных погрузчиков.

Стенд для исследования энергообмена в блочном массиве горных пород // 2593412

Изобретение относится к испытательной технике, к устройствам для испытания материалов, в частности, горных пород при исследовании энергообмена в массиве горных пород с целью прогноза и предотвращения опасных динамических явлений.

Способ оценки напряженного состояния горных пород и устройство для его осуществления // 2591708

Группа изобретений относится к горному делу и может быть использована для оценки напряженного состояния горных пород в породном массиве и различных сооружений, например плотин.

Способ определения динамики процессов деформирования породы горного массива и устройство для его реализации // 2624746

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для измерения раскрытия трещин при проведении геомеханического мониторинга. Способ включает бурение скважин и шпуров в подземных горных выработках. В скважину вводят измерительную наборную штангу с закрепленными на ее конце видеоэндоскопом и перспективной линейкой, укрепленной на расстоянии широкоугольного визуального угла захвата видеозрения видеоэндоскопа. Производят точную видеофиксацию положения трещин по глубине скважины и приблизительную ее ширину, местоположение обнаруженных в скважине трещин фиксируют по длине штанги, а видеоэндоскопом и перспективной линейкой определяют их приблизительную ширину, фиксируют их в журнале наблюдений, трещины классифицируют по ширине. Для каждого класса подбирают измерительный конус-щуп с определенным шагом измерительных нарезных ступеней и их диаметром. Конус-щуп, закрепленный на штанге, вводят в устье измеряемой трещины и по диаметру ступеней и их количеству, по глубине поместившихся в трещине, определяют ширину и глубину ее раскрытия. Проводят повторные циклы измерений по классификации ранее измеренных трещин и по изменениям ширины раскрытия трещин определяют динамику процессов деформирования породы горного массива. Устройство содержит измерительный щуп, выполненный в виде съемного конус-щупа, в котором выполнены монтажное отверстие для крепления к наборной измерительной штанге, а по образующей конуса нарезаны измерительные ступени, штанга выполнена в виде набора штанг с элементами сочленения друг с другом. Измерительные нарезные ступени конус-щупа выполнены с шагом по его оси по возрастанию от h=0.5 мм и с диаметрами ступеней от d=1 мм по ширине измеряемых трещин. На конце наборной штанги установлен видеоэндоскоп, а на расстоянии широкоугольного визуального угла захвата видеоэндоскопа прикреплена перспективная линейка. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Метод оценки напряженного состояния материалов // 2625360

Изобретение относится к способу определения напряженного состояния материалов, например горных пород. Технический результат заключается в повышении точности оценки напряженного состояния материалов, из которых состоит сооружение, и, соответственно, повышении надежности его эксплуатации. Способ включает испытание образцов до разрушения, при этом осуществляют изготовление образцов из монолитов исследуемого материала, проводят испытание их на одноосное растяжение, сжатие и в условиях объемного напряженного состояния. По этим данным строят паспорт прочности с огибающей предельных кругов напряжений Мора. Производят измерение величины шероховатости поверхности Rz магистральной трещины для каждого вида напряженного состояния породы, по которым строят номограмму изменения шероховатости Rz поверхности магистральной трещины разрушения материалов в зависимости от величины главных нормальных напряжений σн в зоне трещины разрушения. Затем отбирают образец из зоны магистральной трещины разрушения исследуемого элемента конструкции сооружения и в нем измеряют величину шероховатости Rz1 поверхности магистральной трещины разрушения, по которой, используя полученную номограмму, определяют величины максимальных нормальных напряжений σн.p. Определяют точку предельного состояния исследуемого материала, для чего на оси ординат паспорта прочности материала откладывают значение максимального нормального напряжения, действующего в зоне разрушения материала σн.р, и из этой точки проводят перпендикуляр до огибающей кругов напряжений Мора. Используя точку предельного состояния исследуемого материала, строят круг напряжений Мора для исследуемого образца разрушенного элемента конструкции и по нему определяют значения главных нормальных напряжений σ2p и σ1p и вид напряженного состояния материала, при котором произошло разрушение элемента сооружения. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Устройство для измерения деформаций земной поверхности // 2625616

Устройство для измерения деформаций земной поверхности относится к области измерительной техники, в частности к методу измерения относительных перемещений двух точек на земной поверхности или отдельных участков инженерных и строительных сооружений, разнесенных на значительные расстояния, происходящих из-за воздействия природных и экзогенных процессов. Устройство для измерения деформаций земной поверхности состоит из троса 1, закрепленного за анкер 2, который, пройдя искривления трассы, через подвижный блок 3 попадает на вал 4 электродвигателя 5 с большим коэффициентом редукции и датчиком угла поворота вала. Двигатель закреплен на основании корпуса системы измерения 5 прибора. На вале двигателя 4 все время остается несколько витков троса, что обеспечивается приторможенной буферной катушкой 6 с достаточным запасом троса, обеспечивающим возможность измерений даже при значительных подвижках анкера. В систему введено приспособление для измерения силы натяжения троса 7, с помощью которого измеряется сила натяжения троса. Напряжение с приспособления для измерения силы натяжения троса 7 поступает на вход блока обработки сигнала 8, выход которого соединен с входом блока управления двигателем 9, где формируется сигнал разности между цифровым сигналом с приспособления для измерения силы натяжения троса и введенным в его память значением, отвечающим определенной пороговой величине силы F0 - заранее заданной небольшой силе натяжения. Выходы с блока 9 соединены соответственно с двигателем 5 и блоком 10 преобразования сигнала с блока управления двигателем в величину подвижек анкера. Вычисление значения подвижек анкера происходит в блоке 10 преобразования выходного сигнала с блока 9 в величину подвижек анкера. Для получения независимой информации о перемещениях анкера в измерительный тракт введен энкодер 11, соединенный с входом блока 12 преобразования сигнала с энкодера в величину подвижек анкера. Выходы блоков 10 и 12 соединены с входом блока сравнения сигналов 13, в котором на основе анализа данных о величинах деформаций и с учетом геологических особенностей объекта наблюдений делается заключение о степени опасности развивающихся процессов. Технический результат – повышение точности результатов измерений. 1 ил.

Устройство и способ мониторинга отделительного слоя кровли на основе волоконной решетки в горной разработке // 2627051

Изобретение относится к устройству для мониторинга и способу мониторинга отдельного слоя кровли в горной разработке на основе волоконной решетки. Технический результат заключается в повышении безопасности за счет более высокой эффективности мониторинга и точности измерений. Устройство для мониторинга отделительного слоя кровли на основе волоконной решетки содержит перпендикулярный измерительный ствол (1), установленный в пробуренном в кровле отверстии, и компоновочный кожух (19) компоновки оборудования, присоединенный снизу к перпендикулярному измерительному стволу (1). Установочные кронштейны (6) направляющего ролика и установочные кронштейны (7) ролика со стальной лентой симметрично установлены на верхнем участке компоновочного кожуха (19), и консольные балки (15) постоянной прочности симметрично установлены на нижнем участке. Натяжные пружины (16) установлены на противоположных концах консольных балок (15) постоянной прочности. Другие концы двух натяжных пружин (16) соединены со стальным проволочным канатом (3). Стальной проволочный канат (3) проходит через ролики (17) со стальной лентой и направляющие ролики (18), и проходит наружу из выводного отверстия (2) стального проволочного каната на вершине перпендикулярного измерительного ствола (1). Концевая головка стального проволочного каната (3) соединена с анкерной головкой (5). Волоконные решетки А (8) и волоконная решетка В (9) симметрично установлены на левых сторонах и правых сторонах консольных балок (15) постоянной прочности. Волоконные решетки А (8) и волоконные решетки В (9) выходят наружу из выводного отверстия (10) волокна, через одинаковое волокно (12) и соединены с соединителем (14) волокна. Также раскрыт способ мониторинга отделительного слоя кровли на основе волоконной решетки при производстве горных работ с применением устройства для мониторинга отделительного слоя кровли на основе волоконной решетки при производстве горных работ. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 7 ил.

Извлекаемая глубинная реперная станция // 2627503

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано при контроле состояния пород кровли горных выработок. Технический результат заключается в упрощении измерений и конструкции реперной станции и возможности повторного ее использования. Извлекаемая глубинная реперная станция включает устьевую трубку, базовый и замковые реперы, связанные с индикаторами стальными тросиками. При этом устьевая трубка выполняется из оцинкованного пружинистого материала по диаметру шпура, имеет прорезь для удобства ввода ее в шпур, выступает на 50-70 мм из шпура на уровень крепления выработанного пространства в свету и является точкой отсчета смещения кровли для базового и замковых индикаторов. Базовый и замковые реперы выполняются из пружинной проволоки, свернутой в виде спиралей диаметром D=8-10 мм с разведенными концами длиной L=12-14 мм под углом α=145-155°, направленным в глубь шпура. При этом за нижнюю часть спиралей шарнирно крепятся несущие стальные тросики индикаторов смещения, удерживающих их на весу; а за верхнюю часть шарнирно закрепляются тросики для извлечения репера из шпура, нижние концы которых крепятся на соответствующих индикаторах смещения диаметрально противоположно несущим тросикам и имеют различную окраску. Индикаторы смещения выполняются из трубок, входящих друг в друга в последовательности расположения пластов, имеют мерные шкалы и на концах отверстия для выпуска и закрепления концов тросиков и регулирования положения индикатора относительно устьевой трубки. 2 ил.

Способ определения расположения нижней границы консолидированного слоя торосов и стамух при электротермобурении // 2630017

Изобретение относится к ледоведению и ледотехнике и может быть использовано в ледовых исследованиях, в частности в районах добычи углеводородов на шельфе замерзающих морей. Технический результат заключается в определении глубины расположения нижней границы консолидированного слоя при бескерновом бурении. Согласно способу осуществляют тепловое электрическое бурение скважин во льду с записью на компьютер или логгер скорости бурения, одновременно с бурением производят отсос с края рабочей части нагревательной коронки талой воды, которая по шлангу подается на поверхность льда к месту нахождения оператора бурения. Оператор визуально контролирует наличие и интенсивность потока жидкости, фиксируя переход от воздушно-водяной смеси к постоянному потоку жидкости отметкой на компьютерной записи скорости бурения нажатием специальной кнопки. Сопоставляют зависимость скорости бурения с отметкой оператора о наличии постоянного потока воды с учетом времени прохода воды из скважины по шлангу до выхода из насоса, изменение скорости бурения, соответствующее переходу бура из плотного льда в рыхлый лед или пустоту, ближайшее к метке, определяют как выход бура из консолидированного слоя и фиксируют глубину расположения нижней границы консолидированного слоя. 1 з.п. ф-лы.

Устройство для определения коэффициентов пуассона и поперечных деформаций фрагментов массива раздробленных скальных пород и оценки их сжимаемости в массиве // 2634312

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для прогноза устойчивости и деформируемости массивов раздробленных скальных пород. Технический результат заключается в повышении эффективности и достоверности определения коэффициентов Пуассона и поперечной деформации фрагментов массива раздробленных скальных пород, а также сжимаемости пород в массиве. Устройство содержит каркас из боковых стенок, балок и стоек, соединенных в замкнутый контур, балку, установленную в центре каркаса, и нагрузочные механизмы. При этом нагрузочные механизмы выполнены в виде вертикальных и горизонтальных гидродомкратов с динамометрами, установленных с упором в балку, установленную в центре каркаса и стойку каркаса, соответственно, также оно снабжено пластиной, устанавливаемой горизонтально на поверхность массива раздробленных скальных пород и соединенной струнами с приборами регистрации вертикальных деформаций массива, тележкой, устанавливаемой на пластине с возможностью ее горизонтального перемещения, внутри которой закреплено компрессионное кольцо, со штампом. На штамп компрессионного кольца последовательно устанавливаются вторая горизонтальная пластина, вторая тележка на шарикоподшипниках, гидродомкрат и динамометр, соединенные с центральной балкой каркаса, при этом штамп соединен с приборами для регистрации его перемещений. 2 ил.

Водяной термобур для бурения скважин в ледяных образованиях // 2640605

Изобретение относится к устройствам для теплового бурения скважин во льду и может быть использовано для исследования внутреннего строения ледников и нагромождений морского льда - торосов и стамух. Устройство содержит полый корпус в виде трубы, к верхнему концу которого присоединен буровой шланг, подводящий горячую воду к корпусу, к нижнему концу корпуса присоединена буровая коронка. Буровая коронка состоит из наконечника и вкладыша. Наконечник имеет небольшую параболическую заточку длиной около одного сантиметра снаружи и конусную расточку внутри. Вкладыш с осевым отверстием по всей длине имеет в нижней части конусную проточку снаружи и конусную проточку внутри, на наружной конусной поверхности вкладыша нарезаны прямоугольные пазы в виде резьбы. Наконечник с помощью резьбы присоединяется к корпусу. Вкладыш установлен в наконечник соосно. Конусная поверхность вкладыша входит в конусное отверстие наконечника так, чтобы их торцы находились на одном уровне заподлицо, при этом пазы на конической поверхности вкладыша образуют каналы для выпуска воды из коронки в виде расходящихся закрученных струй. Вкладыш прижат к наконечнику с помощью пружины, удерживаемой вкрученной внутрь верхней части наконечника гайкой, и имеет свободный ход перемещения вверх с увеличением зазора между его наружной конусной поверхностью и внутренней конусной поверхностью наконечника. Изобретение позволяет повысить чувствительность для определения положения границ и размеров пустот в ледяных нагромождениях при сохранении высокой скорости бурения. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Способ определения расположения нижней границы консолидированного слоя торосов и стамух по солености талой воды при электротермобурении // 2643376

Изобретение относится к ледоведению и ледотехнике и может быть использовано в ледовых исследованиях, в частности в районах добычи углеводородов на шельфе замерзающих морей. Способ включает осуществление теплового электрического бурения скважин во льду. Одновременно с бурением производят отсос с края рабочей части нагревательной коронки талой воды, которая по шлангу подается на поверхность льда к измерителю солености, и запись на компьютер или логгер скорости бурения и солености талой воды в зависимости от глубины, при последующей обработке записей сопоставляют скорость бурения с соленостью талой воды с учетом времени прохода воды из скважины по шлангу до измерителя солености, и возрастание скорости бурения, соответствующее переходу бура из плотного льда в рыхлый лед или пустоту, ближайшее к резкому увеличению солености откачанной воды за счет большой разницы в соленостях расплава льда и морской воды, определяют как выход бура из консолидированного слоя и фиксируют глубину расположения его нижней границы. Технический результат заключается в создании способа определения расположения нижней границы консолидированного слоя.

Способ исследования прочностных свойств горных пород на сжатие и устройство для его осуществления // 2647189

Изобретения относятся к исследованию материалов путем определения их физических свойств и могут быть использованы для статического и динамического сжатия образцов горных пород и определения совокупности физических величин, характеризующих начальную стадию процесса их разрушения, например спектра упругих колебаний от образования микротрещин. Сущность: осуществляют размещение на наковальне образца, воздействие на него падающим грузом с известной начальной энергией, прием импульсов акустических сигналов, возникающих при разрушении образца. Образец по направлению падающего груза предварительно сжимают статическим усилием. Начальную энергию падающего груза увеличивают от нулевого значения до возникновения в образце микротрещин, что фиксируют по частотному спектру импульсов акустических сигналов. Образец сжимают статическим усилием во всем диапазоне его устойчивости к разрушению. Устройство содержит станину, направляющую в виде трубы с возможностью поворота, ударный элемент с механизмом приведения его в движение, расположенный в полости трубы. Станина выполнена в виде стакана с окнами для установки образца и радиальным отверстием, в котором закреплена трубка с внутренней резьбой, куда вкручен винт с рукояткой. Стакан связан резьбовым соединением с трубой, в конец которой со стороны резьбового соединения вставлена пробка с возможностью ограниченного продольного перемещения. В стакане между окон и радиальным отверстием размещен поршень. Между поршнем и дном стакана и в трубку подано пластичное вещество. Имеются датчик давления пластичного вещества и система определения совокупности физических величин, характеризующих процесс разрушения горной породы, например спектра упругих колебаний от возникающих микротрещин. Технический результат: возможность воздействия на горную породу совокупностью статических и динамических нагрузок до возникновения микротрещин и фиксации их появления по спектру упругих колебаний, а также в повышении эффективности устройства за счет расширения его возможностей на статическое сжатие горной породы, прием и обработку упругих колебаний. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.