Эквивалентный материал для моделирования массива горных пород

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ЕТЕЛЬСТВУ ОМ К АВТОпубликовано 07.06.82, БюллетеньДата опубликования описания 07.06.82 лем изебретеииии еткрмтий 72) Авторы изобретен и олстунов и.В.,Л. Федулин енинградский ордена, Ленина, ордена Октябрьской Революри и ордена Трудового Красного Знамени горный институт им. Г. В. ПлехановаЗаявитель ЕЛИРОВАНИ РИА,Л Д,ЛЯ МОРНЫХ ПОРОД ЭКВИВАЛЕНТНЫЙ МА МАССИВА2 иченпределению ива горных горных вык определеассива гория на эквипо тех- резульал для , вклюк магни та мо ча ни ериала ебова 10н м 2 Поставэквивалендержит пцинка, акарнаубскмагнитомя что со- слов из ем Изобретение относится к о напряженного состояния масс пород в окрестности подземных работок, а более конкретно - нию напряженного состояния м ных пород методом моделирован валентных материалах. Для визуализации динамики напряженного состояния массива моделирование производят на оптически активных материалах 1. Однако для визуализации напряженного состояния необходимо иметь сложную и дорогостоящую оптическую установку. Методы оптической регистрации напряженного состояния. в моделях из оптически активных материалов обладают серьезными недостатками. Свойства модельных оптически активных материалов весьма сильно отличаются от свойств массива. Оптический эффект. проявляется только в упругой области деформирования материала.Горные породы в окрестности горных выработок работают далеко за пределами упругости. В этой связи моделирование меодом фотоупругости получило огрое распространение.Наиболее близким к изобретениюческой сущности и достигаемомуту является эквивалентный матерделирования массива горных пороющий песок, связующее и пороштомягкого материала.Физические свойства такого маполне отвечают современным т Однако моделирование на эквивалентных материалах не позволяет видеть картину напряженного состояния моделируемого массива горных пород. Цель изобретения - осуществление визуализации картины напряженного состояния моделируемого массива горных пород,ленная цель достигается темный материал дополнительнолупроводящий состав из окикачестве связующего испольй воск, при этом порошокгкого материала покрывают сл934000 Формула изобретения Порошок магнитомягкогоматериала, покрытыйокисью медиКарнаубский воскОкись цинкаКварцевый песок 20 - 301 - 157 - 12Остальное Составитель Б. Усин-Подгорнов Редактор А. Шандор Техред А. Бойкас Корректор О. Билак Заказ 3843/2Тираж 623 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 3035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4окиси меди, при следующем соотношении компонентов, мас. %:Порошок магнитомягкогоматериала, покрытыйокисью меди 20 - 305Карнаубский воск 1 - 15 Окись цинка 7 - 12 Кварцевый песок Остальное Технология способа заключается в следующем.В качестве связующего используют по- О лярную природную смолу - карнаубский воск, которая, может длительно сохранять внутреннюю электрическую поляризацию.Порошок магнитомягкого материала придает материалу анизотропию электромагнитных свойств. Перед приготовлением эквивалентного материала порошок из магнитомягкого материала подвергают отжигу для снятия остаточных напряжений и затем покрывают пленкой окиси меди (Сп 20), которая является полупроводящей, с целью ис ключения появления проводящих каналов в материале, которые могут быть в результате дефектов изготовления материалов.Кварцевый песок является инертным наполнителем,Проявление картины напряженного состояния массива производят следующим образом.После закатки модели и ее обработки в нужный момент исследуемую поверхность покрывают очень тонкой пленкой (до 10 мк) диэлектрика, например полистирола, Для этого полистирол растворяют в растворите- ле и наносят на модель пульверизатором. Далее на поверхности модели формируют фон, электризуя пленку диэлектрика от источника постоянного или импульсионного на- З 5 пряжения до 1 кВ. Основание модели тщательно заземляется.В дальнейшем происходит стекание зарядов с поверхности диэлектрической пленки. В тех местах, где. проницаемость эквивалентного материала больше, стекание происходит интенсивнее. Этот процесс протекает очень быстро и практически после электризации диэлектрика можно наносить тонер. Тонер наносится щеткой из натурального меха (котика, песца и т. д.) Частицы 45 тонера электризуются трением о поверхность волосков меха, приобретая противоположный заряд волоски меха, одновременно выполняют роль носителя проявителя. Количество прилипшего тонера зависит от величины остаточного заряда на диэлектрике.Таким образом, в местах, растягивающих напряжений будут темные участки, а в местах сжимающих - светлые участки. По плотности тона можно судить об интенсивности напряженного состояния.Осуществление возможности проявления картины напряженного состояния на моделях из эквивалентных материалов является в первую очередь новым направлением в технике моделирования и открывает перед исследователями широкие возможности научного поиска. Впервые иследователь может визуально оценить карт%ну напряженного состояния массива горных пород, по составу, близкому к реальным. Представляется изучать и видеть напряженное состояние пород за пределами упругости. При этом не используется сложное и дорогостоящее оптическое оборудование, как это имеет место при исследованиях методом фотоупругости. Эквивалентный материал для моделирования массива горных пород, включающий кварцевый песок, связующее и порошок магнитомягкого материала, отличающийся тем, что, с целью осуществления визуализации картины напряженного состояния моделируемого массива горных пород, он дополнительно содержит полупроводящий состав из окислов цинка, а в качестве связующего используют карнаубский воск, при этом порошок из магнитомягкого материала покрывают слоем окиси меди, при следующем соотношении компонентов, мас. %: Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Носонов И. Д. Моделирование горныхпроцессов. М., Недра, 1969.2. Авторское свидетельство СССР697719, кл. Е 21 С 39/00, 1978,