Способ моделирования взаимодействия крепи и массива

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК у 5 у Е 21 С 39 2н ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ чесю Р 2.ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТН ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) 1. Авторское свидетельство СССМо 335408, кл. Е 21;0 23/00 э 192. Авторское свидетельство СССМо 663398, кл, Е 21 Р 11/00, 19(54) (57) СПОСОБ МОДЕЛИРОВАНИИВЗАИМОДЕЙСТВИЯ КРЕПИ И МАССИВвключающий приложение к контуру крепивнешних сил, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения достоверности и представительности испытаний,на крепи создают взаимно уравновешеннусистему из активных и компенсирующихсил, а затем исследуют взаимодействиекрепи и массива, уменьшая компенсируюшие силы вплоть до контролируемого рарушения крепи, причем активные силыприкладывают в мягком а компенсирующие - в жестком режимах нагружения иразгрузки.1 1041Изобретение относится к горной промышленности и, в частности, предназначено для использования при лабораторныхи стендовых испытаниях грузонесущейспособности крепи горных выработок.5Известен способ испытания шахтнойкрепи, при котором в качестве внешнегосилового механизма используется наборэластичных оболочек ЯНедостатком этого способа является 0необходимость создания мощного внешнего отпора и проведения испытаний тольков жестком режиме заданной внешней нагрузки,Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ моделирова-ния взаимодействия крепи и массива,включающий приложение к контуру крепивнешних сил 220Недостатком этого способа являетсясложность создания заданного распределения нагрузок на крепь, невозможностьприменения способа для некольцевых крепей, Отпор поддерживающих элементов 25остается неуправляемым, что исключает.воэможность изучения взаимодействиякрепи с массивом в условиях неравномерных нагрузок с учетом перераспределения, в ней сил в режиме взаимовлияющей де- ЗОформации, что снижает достоверность ипредставительность испытаний.Целью изобретения является повышение достоверности и представительностииспытаний,Указанная цель достигается тем, чтосогласно способу моделирования взаимодействия крепи и массива, включающему .приложение к контуру крепи внешних сил,на крепи создают взаимно уравновешен- цную систему из активных и .компенсирующих сил, а затем исследуют взаимодействие крепи и массива, уменьшая компенсирующие силы вплоть до контролируемого разрушения крепи, причем активныесилы прикладывают в мягком, а компенсирующие - в жестком режимах нагружения и разгрузки.На чертеже изображен вариант устройства для осуществления способа.. 50Устройство состоит иэ испытуемойкрепи 1, итмы гидродомкратов, создающих активные силы 2 и компенсирующие силы 3, неподвижные упоры 4испытательного стенда55Способ осуществляется следующимобразом.ВНИИПИ Заказ 7084/32 35 филиал ППП "Патент", г,687 2Предназначенную для испытаний крепь1 горной выработки помещают на испытательный стенд, предварительно разместивна ней точки приложения нагрузки. Наэтих участках крепи прикладывают равные и противоположно направленные активные 2 и компенсирующие 3 силы.Взаимно уравновешенные силы на внешнеми внутреннем контуре крепи постепенноповышают до уровня предельной нагрузки,на действие которой хотят испытатькрепь, Сиды 2 прикладывают в мягкомрежиме нагружения (заданные перемещения). Нарушение крепи 1 активными силами 2 осуществляют, постепенно уменьшая компенсирующие силы 3 в жесткомрежиме . (заданные нагрузки).В процессе нагружения происходятдеформации и смещения крепи 1, Еслинагружающее устройство, создающее активные силы 2, принуждать работать сдеформационно-силовой характеристикой,идентичной характеристике массива горныхпород (мягкий режим, падающая диаграмма нагружения), то по внешнему контурукрепи 1 самопроизвольно сформируетсяэпюра внешних нагрузок, моделирующаяконкретные горно-геологические условия.При этом на участках деформации крепивнутрь активные силы 2 будут меньшепервоначальных, на участках деформациив сторону массива силы 2 возрастут,Когда грузонесушая способность крепи 1 на перегруженном участке будет исчерпана, появится пластический шарнир и изменится кинематическая схема взаимодействия крепи с массивом. Это отразится на законе распределения активных сил 2 и особенностях смешения контура, что . позволяет зарегистрировать постадийное взаимодействие крепи с горным массивом, Исчерпание грузонесущей способности крепи является контролируемым и не сопровождается бурным лавинообразным разрушением конструкции.Применение данного способа по сравнению с прототипом позволяет получить более достоверные результаты об особенностях работы изучаемой конструкции крепи в различных горногеологических условиях, проектировать оптимальные кинематические схемы крепи, определить рациональное сочетание грузонесущей способности и податливости крепи. Это повысит надежность проектных решений, снизит стоимость крепления и необходимость э ремонте и перекреплении горны" выра оток.Ти аж 603 Подписное Ужгород, уп, Проектная, 4