Устройство для испытания горныхпород ha сжатие

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ р1>823575

=Ф г (61) Дополнительное к авт. саид-ву (51)М. Кл.з (22) Заявлено 210579 (21) 2768383/22-03 с присоединением заявки Мо

Е 21 С 39/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и откр ыти и (23) Приоритет (53) УДК 622.23.05 (088.8) Опубликовано 230481. Бюллетень М 15!

Дата опубликования описания 230481

М.A. Розенбаум, В.П. Кругликов, Ю.В. Громов (= -----:--, = — . и Г.А. Иванов

Ю

-!.!

Всесоюзный-ордена Трудового Красного .Знамени аучно- -:-".: .-- исследовательский институт горной геомехани и и маркшейдерского дела ВНИМИ ) (72} Авторы изобретения (71) 3а яв и тель (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ГОРНЫХ

ПОРОД НА СЖАТИЕ. Изобретение относится к устройствам, используемым в горном деле для. определения прочностных и деформационных характеристик массива горных пород.

Известна установка для испытания горных пород в массиве, включающая насос, гидродомкрат двойного действия, закрепленный на лыже и аппаратуру контроля и управления

Недостатком установки является низкое удельное давление, передаваемое на горные породы.

Известно также устройство для испытания горных пород на сжатие, включающая корпус нагружающего домкрата, заполненный рабочей жидкостью, опорные плиты и средство измерения 1 2! .

Недостатками известного устройства являются недостаточная точность и надежность измерений вследствие использования в качестве рабочей жидкости масла и необходимость примене- ния сложного гидрооборудования.

Цель изобретения — повышение точности и надежности измерений.

Цель достигается тем, что корпус нагружающего домкрата выполнен с концентрйческим пазом, в котором размещен теплоноситель, а наружная стен ка корпуса нагружающего домкрата . покрыта слоем изоляции, прн этом в качестве рабочей жидкости использована вода.

На фиг.1 изображено устройство, разрез; на фиг.2 — схема работы устройства в массиве. устройство включает нагружающий домкрат, состоящий иэ корпуса 1 и подЪижного винтового штока 2 с поворотом 3 и поршнем 4, опорные плиты 5 и 6 и средство 7 измерения, размещенное в пазу, выполненном в стенке ниж15 ней части корпуса домкрата, в которой кроме того выполнен кольцевой паз 8 о размещенным в нем теплоносителем, закрытым изоляционной пробкой 9 и емкость 10, заполненная рабочей жид"

20 костью (водой). Наружная стенка кор-. пуса 1 домкрата покрыта слоем изоляции.

Испытание горных пород на сжатие производят следующим образом.

25 В массиве угля или породы вынимают нишу 10, в которой на опорную пли.ту 6 устанавливают корпус нагружающего домкрата 1, имеющий средство 7 изменения нагрузки и деформации. 3а30 полняют емкость 10 водой и на поршень

823575, укладывают опорную плиту 5 и поджимают ее к испытуемому, оконтуренному врубовыми щелями ll исследуемому массиву 12. После этого по кольцевому пазу 8, закрытому сверху изоляционной пробкой 9, подают в качестве теплоносителя охлаждающую. жидкость или газ, например аммиак, жидкий азот, фреон и т.д. Вода, замерзая в полости 10 корпуса 1 домкрата, увеличивается в объеме, перемещает шток 5 и нагружает массив 12, а ве- 10 личину нагрузки и деформации фиксируют средством 7 измерения, в котором происходит перемещение поршня.

Средство измерения предварительно таррируют, применяя всевозможные 15 динамометры, тенэодатчики или фотоупругие датчики и др.

Величина перемещения поршня со штоком домкрата при замерзании воды .определяется объемом полости 10, 20 который выбирают из расчета обеспечения перемещения штока на величину, превышающую величину предельной деформации испытываемого образца 12, при этом учитывают деформацию средства 7 измерения. После разрушения образца 12 в кольцевой паз 8 подается теплоноситель, в качестве которого может быть использован, например, горячий пар, теплый воздух или электронагреватель и т.д. После Эо оттаивания льда объем уменьшается и система приходит в исходное по- 0 ложение.

При применении предлагаемого устройства в условиях многолетией мер- 35 злоты замораживание воды в полости гидродомкрата может осуществляться за счет использования естественного запаса холода массива. Устройство может быть использовано и при лабораторных испытаниях горных пород.

Для этого (фиг.2) образец горной породы 12 размещают между верхней опорной плитой 5 и подвижным поршнем со штоком домкрата.

Исследования показали, что в за- 45 висимости от диаметра нагружающего домкрата усилия, развиваемые при замораживании воды в замкнутом объеме могут достигать 14000 кгс/см, т.е. с помощью предлагаемого устройства можно испытывать образцы горных пород практически любой крепости. Исходя из этого прочность и толщину стенок нагружающего домкрата выбирают в соответствии с прочностью испытуемого образца. Для уменьшения теплоотдачи корпус домкрата покрывают слоем изоляции.

Размер рабочей камеры, из расчета чтобы при замерзании рабочей жидкости увеличение ее объема было больше предельной деформации образца, устанавливают путем заливки в нее требуемого количества жидкости °

Достоинства предлагаемого устройства заключаются в отсутствие громоздкого гидрооборудования, значительного удельного давления, развиваемого при замораживании воды. При сравнительно малых габаритах установки она транспортабельна и проста в изготовлении, может применяться в полевых условиях.

Формула изготовления

Устройство для испытания горных пород на сжатие, включающее корпус нагружающего домкрата, заполненный рабочей жидкостью, опорные плиты и средство измерения, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и надежности измерений, корпус нагружающего домкрата выполнен с кольцевым пазом, в котором размещен теплоноситель, а наружная стенка корпуса нагружающего домкрата покрыта слоем .изоляции, при этом в качестве рабочей жидкости использована вода.

Источники информации, принятые во внимание-при экспертизе

1. Труды ВНИМИ. Сб. М XVI, Л., 19бб, с. 174.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 401803, кл. Е 21 С 39/00, 1971.