Устройство для измерения напряжений в крепких горных породах

 

Оп ИСАНИЕ

ЙЗОБРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсник

Сон(иалистичесник

Республик ()825945 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 30.09.75 (21) 2180016/22-03 с присоединением заявки ¹ (23) ПриоритетОпубликовано 30.04.81. Бюллетень № 16

Дата опубликования описания 30.04.81 (5))M. Кл.

Е 21 С 39/00

3ЬеударстеенньМ КоМНТсТ

СССР ао делам наебретеннй н ютнрытнй (53) УД К622.831..3 (088.8) (72) Авторы изобретения

Г. И. Кулаков и Ф. Ф. Гаман

Институт горного цела Сибирского (71) Заявитель (S4} УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЙ В КРЕПКИХ

ГОРНЫХ ПОРОДАХ

Изобретение относится к приборам цпя измерения напряжений в массиве горных пороц.

Известны фотоупругие датчики напряжений, выпопненные в .вице стеклянного ципинцра с осевым отверстием, устанавпиваемые в скважине и прикпеиваемые к ее стенкам Я.

Оцнако известные цатчики позволяют измерять напряжения топько в ппоскости, нормапьной оси скважины, и не обеспечивают провецения цистанционных ызмерений.

Известно также устройство цпя измерения напряженый в крепких горных пороцах, вкпючаюшее метаппический ципинцр и тензометрические элементы, укреппенные на внутренней поверхности иилинпра (2).

Нецостатками укаэанного устройства явпяются невысокие точность ыэмерения напряжений и нацежность работы устрой- ства, сложность конструкции прибора, а также высокая его стоимость.

2 цепь изобретения - повышение точности измерения и нацежности работы устройства.

Поставленная цепь цостигается тем, 5 что пипинцр выпопнен топстостенным иэ высокомоцупьного материала.

На фиг. 1 изображено прецпагаемоп устройство, обший виц на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.

Устройство состоит ыэ топстостенной трубки 1 с цвумя герметизируюшими гайками 2 и 3. Внутри трубки 1 раэмешены измеритепьные тензометры 4, ориентированные в ппоскости, перпенцикупярной процопьной оси прибора, ыэмеритепьные тензометры 5, ориентированные в направпениы процопьной оси прибора, н ппастынка 6 с компенсационным тенэометром 7. Отсек с тенэометрами герметызирует ся ппатой 8 из иэопяцион- ного матерыапа, в которой установлены .штырьки 9. Провода 10 от тенэометров (крепятся к штырькам 9. С цругой стороны ппаты 8 к штырькам 9 крепятся провода от кабеля 11, который герметично эажимается в гайке 3.

Три теиэометра 4 установлены по окружности трубки 1 поц углом 45 друг к цругу, а цва тензометра 5 размешены поц угпом 90 цруг к цругу.

Чтобы исключить впияние модуля упругости пороцы на .показания прибора, трубка 1. спужашвя чувствительным элементом устройства, выполнена из ма- 10 териалв, моцупь упругости которого бодьше модули упругости породы по крайней мере в 4 раза, например иэ стапи или патуни. Длина трубки опрецепяется расч етом. 15

При измерениях прибор устанавливается в скважине, пробуренной в породе, и прикпеивается к ее стенкам. При изменении напряженно-цеформированного состояния пороцы вокруг скважины трубка 1 20 деформируется совместно со стенками

cKBsKHHbI Деформации внутренней поверхности стенок трубки 1 регистрируются тензометрами 4 и 5, при этом тензометры 4 реагируют на цеформации трубки в плоскости, перпенцикулярной оси прибора и скважины, а тензометры 5 реагируют на деформации трубки в направлении оси прибора и скважины. По показаниям трех тенэометров 4 опрецепяют вепичину и направпение цвух главных напряжений в ппоскости, перпенцикупярной оси скважины. По показаниям тензометров 5 опрецепяют напряжение в ппоскости, параппепьной оси скважины. 35

Дпя снятия отсчетов по тенэометрвм

KBK в процессе тарирования прибора, так и при измерениях испопьзуется измерительный прибор, например, типа ИИД-3, выпопненный по мостовой схеме, Тензометры 4 и 5 совместно с компенсацион- ным тензометром 7 поочередно подключаются к иэмеритепьному ппечу прибора

ИИД-3, Измерения произвоцят в спецую» шей последовательности. Поспе установки 45 прибора в скважине и попного затвердеввния клея по всем измеритепьным тенэометрам берут начальные отсчеты. Затем после изменения напряженного состояния породы производят повторные от45 4 счеты. По разности повторных и нвчапьных отсчетов судят о величине напряжений в породе.

Прецпагаемое устройство позвопяет получить больший объем информации при измерениях напряженийв крепких горных породах, снимаемой с одного прибора.

Кроме того, бпагоцвря использованию толстостенного цилиндра упрошается конструкция прибора (искпючвется испопьзование жицкости, насоса), что приводит к снижению стоимости прецлагаемого устройства по сравнению с известным на 20-50 р. Преимушества предлагаемого прибора особенно ошутимы при установке его на цпитепьное время (попгоца, год и бопее), поскопьку практически невозможно искпючить утечки жицкости в известном устройстве, а при дпитепьной установке они становятся. заметными.

Использование прецпагаемого устройства при измерениях напряжений в крепких породах позвопяет,бопее правильно опрецепять цействитепьные нагрузки на крепи, а также более обоснованно производить расчеты на прочность цепиков и цругих эпементов систем разработки.

Формупа изобретения

Устройство цпя измерения напряжений в крепких горных породах, включаюшее метаппический ципинцр и тензометрические эпементы, укрепленные на внутренней поверхности цилиндра, о т л и ч аю ш е е с я тем, что,. с цепью повышения точности измерения и надежности работы устройства, ципиндр выполнен толстостенным из высокомоцупьного мат ериапа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетепьство СССР

N 342049, кп. Е 21 С 39/00, 1970.

2. Авторское свицетепьство СССР по заявке N 2083443/22-03, кп. E 21 С 39/00, 1974.

Составитель Е. Борисова

Редактор И. Михеева Техред И.Асталощ Корректор Я. Бабннен

Заказ 2366/32 Тираж 627 Подписное ВНИИЛИ Государственного комитета С "СР по цепам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4