Способ моделирования процесса сводообразования над подземными выработками и устройство для его осуществления

 

Союз Советск их

Социалистичвскик

Рвслублии

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ii)898061 (В! ) Лополнительное к авт. свив-ву (22) Заявлено 24ß 380 (2 I ) 2897848/22" 03 с присоединением заявки М(23) Приоритет

Опубликовано 15 ° 01 ° 82., бюллетень М 2

Лата опубликования описания 15.01. 82

{5I)N. Кл.

Е 21 С 39/00

9вуанрственнЫ1 квинтет

CCCP ав делам нэобретеннй н открытнй

{53) УДК 622. 235 (088. Sj

В.И.Баринов !

1 (t

Ордена Октябрьской Революции и о дена Трудового

Красного Знамени институт гооног о Aella им. А.А.Скочинского (72) Автор изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА СВОДООБРАЗОВАНИЯ

НАД ПОДЗЕИНЫИИ ВЫРАБОТКАМИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ

ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для повышения точности изучения процесса сводообраэования за счет создания условий моделирования, максимально приближенных к естественным.

Известен способ моделирования процесса сводообразования над подземными выработками по методу Файоля. (1).

НедоСтатком указанного способа является то,что в качестве материала,имитирующего.слои породного массива, применялся металл в виде тонких пластин.

Известен также способ моделирования процесса сводообразования над

15 подземными выработками, включающий закрепление пакета балок, имитирующего породные слои горного массива, между верхней и нижней опорами, из20 гиб и последующий излом балок пакета нагрузкой, прикладываемой к каждой балке или к верхней балке с выносом и без выноса верхней опоры(2 ).

Однако изгиб и последующий излом балок пакета, имитирующего породные слои горного массива, производят нагрузкой, прикладываемой поочередно к каждой балке разной длины, и в результате пролетов испытываемых балок точность эксперимента изменяется в значительных пределах. С другой стороны, изгиб всех балок пакета производится нагрузкой, приложенной к верхней балке,что противоречит характеру нагружения балок в естественных условиях, ибо породные слои горного массива прогибаются и изламываются от действия сил собственного веса каждого отдельно взятого слоя, причем стрела прогиба и скорость деформирования породных слоев последовательно уменьшается снизу вверх.

Цель изобретения — повышение точности изучения закономерности сводообразования за счет создания условий моделирования, максимально приближенных к естественным.

898061

Кроме того, заданные значения стрелы прогиба балок можно получить посредством регулирования скорости перемещения пуансонов при одинаковых значениях нагрузок 0«,, Я, Я, и т.д.

Предлагаемое изобретение обеспечивает значительное повышение точности эксперимента посредством сох1О ранения расстояния от линии заделки

AB до точки приложения нагрузки постоянным у всех испытываемых балок и посредством изгиба балок нагрузками, прикладываемыми через рессорные плас15 тины, имитирующими действие собственного веса каждой балки, что, Ж свою очередь, создает более правильное расположение линий излома балок и .более точный контур образующегося ро свода естественного равновесия. Кроме того, уточненный контур свода обеспечивает возможность повышения точности расчета нагрузок породных слоев на механизированные крепи в

Ь зоне опорного давления.

Формула изобретения

Устройство работает следующим образом.

На нижнюю опору 1 устанавливают пакет 3 балок, выполненных из кернов

35 породных слоев или из материалов,эквивалентных по строению и физико-механическим свойствам породным слоям геологической колонки ° На контактных поверхностях испытываемых бачок раз40 мещают свободные концы рессорных пластин 5, устанавливают верхнюю опору 2 и нагружают ее усилием Я гидравлической машины. После этого пуансоны (обозначены на фиг. 1 стрел45 ками) гидравлической машины размещают на концах рессорных пластин 5 и одновременно создают нагрузки (4, Q, Я, Я: и Я на соответствующ е балки, изгибая их до момента излома у линии заделок AB. При этом величину нагрузок (>4 и Я и т.д. получают расчетным путем и последовательно увеличивают ее на расчетйую величину сверху вниз. Приложение возрастающих нагрузок к испытывае55 мым балкам обеспечивает получение расчетной величины стрелы прогиба и ско рости деформирования каждой балки.

Поставленная цель достигается тем, что нагрузку прикладывают одновременно к каждой балке пакета, причем нагрузка уменьшается снизу вверх.

Устройство для осуществления спо соба включает опоры для, закрепления между ними пакета балок и источники нагрузок в виде плит и пуансонов гидравлических машин, которые взаимодействуют с верхней опорой и балками пакета, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, оно снабжено опорной стой" кой, рессорными пластинами, одни концы которых закреплены на опорной стойке, а вторые размещены на плоскостях контакта балок пакета и установлены с возможностью взаимодействия с пуансонами гидравлических машин.

На чертеже представлена схема устройства.

Устройство включает в себя нижнюю

1 и верхнюю 2 опоры, между которыми закреплен пакет 3 балок, имитирующий породные слои горного массива, верхняя опора взаимодействует с плитой 4 гидравлической машины, а контактные плоскости каждой балки — с пуансонами через концы рессорных пластин 5, вторые концы которых закреплены на опорной стойке 6.

1. Способ моделирования процесса сводообразования над подземными выработками, включающий закрепление пакета балок, имитирующего породные слои горного массива, между верхней и нижней опорами, изгиб и последующий излом балок пакета нагрузкой,. прикладываемой к каждой балке или к верхней балке с выносом и без выноса верхней опоры, о т л и ч а ю щ и й". я тем, что, с целью повышения точности изучения; закономерности сводообразования за счет создания условий моделирования, максимально приб лиженных к естественным, нагрузку прикладывают одновременнэ к каждой балке пакета, причем нагрузка умень шается снизу вверх.

2, Устройство для осуществления способа .по и. 1, включающее опоры для закрепления между ними пакета балок и источники нагрузок, выполненные в виде плит и пуансонов гидравлических машин, взаимодействующих с верхней опорой и балками пакета, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, оно снабжено опорной стойкой, рессорными пластинами, одни концы которых закреплены на опорной стойке, а вторые

Составитель Л.Прошина смак

Редактор Н.Ромжа Техред Т. Иаточка Корректор С.Цомак

Заказ 11907/47 Тираж 623 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

3 89806 размещены на плоскостях контакта ба. лок пакета и. установлены с возможностью взаимодействия с пуансонами гидравлических машин.

Источники информации, 9 принятые во внимание при экспертизе

1. Герман А.П. Свод равновесия и оседание поверхности над горными вы-.

1 6 работками Известия АН СССР, М 6, Отделение технических наук, 1952..

2. Борисов А.А. К определению нагрузки на крепь горизонтальных вырабо-. ток при разработке угольных месторождений. Записки ЛГИ, т. 30, И 1."Углетехиздат", 1955, с. 85-103 (прототип).