Способ моделирования напряженного состояния целиков

(23) Приоритет ГасуаарстееюеВ кфиктет СССР ае авали эе 4 уетеей и,втавьпнйОпубликовано 07.03 83 Бюллетень9 Дата опубликования описания 07.03,83(7) Заявитель Институт горного дела АН Казахской ССР(54) СПОСОБ МОДЕЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯЦЕЛИКОВ Изобретение относится к технике электро- .моделирования нагрузок на целики и ис.кусственные опоры и может быль использовано для определения давления на них наразличных глубинах прн камерной системе рараэработки полезных ископаемых,Известен способ исследования перераспределения напряжений вокруг горных выработокметодами ЭГДА и фотоупругости, согласнокоторому определяют геометрическую форму исследуемой области, выбирают геометрический масштаб моделирования, задиот граничные условия на моделях, находят линииизопахнк и по ним определяют нагрузки нацелики 1),Недостатком указанного способа являетсято, что решается только плоская задача иглубина в явной форме на модели не задается.,Наиболее близким к изобретению по технической сущности н достигаемому результату является способ определения нагрузокна ленточные целики, включающий определе.ние геометрической формы исследуемой области, выбор геометрического масштаба моделирования, задание граничных условий намодели полупространства, подключение к модели источника питания, измерение тока, провходящего через целики модели, и определение коэффициента нагрузки на целнки 2.Однако данный способ характеризуетсяневозможностью моделирования нагрузок нацелнки на различных глубинах, невозможностью определения нагрузок на столбчатыецелики, поскольку модель имитирует плоское невесомое полупространство, Кроме того,указанньщ способ обладает невысокой точностью.Целью изобретения является определение. нагрузок на целики на различных глубинахи повышение точности.Поставленная цель достигается тем, чтосогласно способу после выбора геометричес.2 а кого масштаба моделирования определяютразмеры модели полупространства и моделиотрабатываемой залежи, устанавливают квадратные металлические шины, различные по ппо.щади, в электролитическую ванну дня зада.10 1 ц цК= - , (1)м стгде Кн - коэффициент нагрузки на целики;3 - ток, протекающий через целикЭотрабатываемой залежи, А;- ток, протекающий в ненарушен.ном масштабе, А;ц - площадь целика, м;3 - площадь столба пород, давящихСтна целик, мПричем размеры модели полупространства определяют по формулеЗ,Ц 4 10 э Е ЬН=1) 1:1.) 25Мгде Н - глубина выработки, м;к - коэффициент пропорциональности;- напряженность электрическогомполя на исследуемой глубине,В/м;8 - площадь поперечного сечения полупространства на исследуемойглубине, м ;- разность потенциалов, в.Кроме того, размеры модели отрабатываемой залежи определяют по формулезначения токов Зо, Эм и площадеЙ 5 ц 5 ст получают коэффициенты нагрузок на целики по,формуле ЭМ СТ Использование предлагаемого способа оп ределения нагрузок на целики на различныхглубинах обеспечивает по сравнению с существующими способами следующие преимушества: возможность получения нагрузок на целики на различных глубинах и повышение точности измерений тока, протекающего через целики. 3,ния граничных условий и помещают модель. отрабатываемой залежи между шинами на заданной глубине, заполняют пространство между шинами электролитом, затем после подключения источника питания к шинам и измерения тока, проходящего через целики модели отрабатываемой залежи и в ненару. шенном массиве, определяют коэффициенты нагрузок на целики на заданной глубине иэ соотношения Задают граничные условия, устанавливая квад.ратные металлические шины, различные поплощади, в модель полупространства, например электролитическую ванну, создают модель отрабатываемой залежи. Затем эту модель. помещают между шинами на заданной глубинеи ванну заполняют электролитом, далее кшинам подклЮчают генератор переменного тока напряжения порядка 30 - 40 В и частотойпорядка 300 - 500 Гц. При помощи вольтмиллиамперметра (например Ф 563) измеряютток, проюдящий через целики модели отрабатываемой залежи Э и ток, проходящийв ненарушенном массиве 3 на единицуплощади. Подставляя полученные численные Аналогично исследуют зависимость коэффициента нагрузки на центральные целики от глубины.дЧм=Е н40 где 1- ширина отрабатываемой залежи- модели, м;1. - ширина отрабатываемой залежи внатуре, м.Е - разность потенциалов, В;м 43Е - напряженность электрического поля на исследуемой глубине, В;Н - глубина выработки,м,Способ осуществляется следующим образом.Определяют геометрические формы исслеЮ дуемой области, выбирают геометрическии мас. сштаб моделирования, определяют размеры мо дели полупростраиства по формулеэ 94 10 Е 5ИЬМи размеры модели отрабатываемой залежи поформуле формула изобретения 1, Способ моделирования напряженного состояния целиков, включающий определение геометрической формы исследуемой области, выбор геометрического масштаба моделирования, задание граничных условий на модели полу- пространства, подключение к модели источ. ника питания, измерение тока, проходящего через целики модели, и определение коэффициента нагрузки на целики, о т л и ч а ю. щ и й с я тем, что, с целью определения нагрузок на целики на различных глубинах и повышения точности, после выбора геометрического масштаба моделирования определяют размеры модели полупространства и моде. ли отрабатываемой залежи, устанавливают квадратные металлические шины, различные по площади, в ванну для задания граничных условий и помещают модель отрабатываемой залежи между шинами на заданной глубине,5 1002584 6заполняют пространство между шинами элект - площадь поперечного сечения по: ролитом, затем после подключения источ- лупространства на исследуемой глуника питания к шинам и измерения тока, бине, мэ;проходящего через целики модели и в не- д 9 - разность потенциалов, В,нарушенном массиве,определяюткоэффициенты 5 3. Способ по п. 1, о т л и ч а ю . нагрузок на целики на заданной глубине из щ и й с я тем, что размеры модели отра. соотношения батываемой залежи определяют по формуле Составитель В. ФриауфТехред О.НецеКорректор Ю. Макаренко Редактор М. Бандура Заказ 1488/7 Тираж 6 Я . Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.,4/5. - площадь столба пород, давящих на 15целик, мф,2. Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что размеры моделиполупространства определяют по формуле51:2ЪОО,ЬЭ 384 1 О 1-м 5н:а6 Ч где Н - глубина выработки, м;- коэффициент пропорциональности;, 25 Е- напряженность электрического поля на исследуемой глубине, В/м;ЧЬм- Юнгде 1., - ширина отрабатываемой залежимодели, м;1. - ширина отрабатываемой залежив натуре, м;ЬЧ - разность потенциалов, В;- напряженность электрического поМля на исследуемой глубине, В;Н - глубина выработки, м.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Исследование устойчивости выработанных пространств с учетом роста пустот и, доработки запасов в целиках, Научный от.чет, фонды ИГДАНКаз. ССР Номер государственной регистрации 78079144, 1970.2, Авторское свидетельство СССР Кф 364740,кл. Е 21 С 41/04, 1971 (прототип).