Стенд для исследования проявлений горного давления на моделях

. (19) И Е 21 С 39/00 ИЗОБРЕТЕНИИДЕТЕЛЬСТВУ ОПИСАН К АВТОРСКОМ СУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ. (46) 07.09.83. Бюл, Р 33 (72) В. А. Звездкин, ф, Н. Воскобоев, Ф, П. Глушихин и В, ф. Богомолов (71) Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт горной геомехани-. ки и маркшейдерского дела , (53) 622.289(088,8)(56) 1. Авторское свидетельство СССР Р 703660, кл. Е 21 С 33/00, 1976.2. Ардашев К. А., шалыгин А. С. Исследование на моделях влияния глубины на проявление горного давления при разработке мощных крутых пластов поперечно-наклонными слоями в восходящем порядке, Труды ВНИМИ, Л 1964, У 53, с. 120-130.(54)(.57) СТЕНД ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЯВЛЕНИЙ ГОРНОГО ДАВЛЕНИЯ НА МОДЕЛЯХ, включающий основание, опорную раму . с установленной в ней моделью, нагружающее устройство, установленное на модели, и пневмобаллоны, расположенные между опорной рамой и нагружающим.устройством, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повыше ния точности исследований при моделировании наклонно н крутозалегающих .пластов, нагружающее устройство выполнено в виде треугольной фйрмы, в нижней балке которой размещены подпружиненные поршни.Изобретение относится к горному делу и предназначено для исследования проявлений горного давления на моделях.Известен стенд для исследования проявлений горного давления на моделях, содержащий основание, каркас и нагрузочное устройство 1 .Недостатком известного стенда является то, что он не позволяет моделировать проявления горного давления при обработке наклонных и крутых пластов.Известен стенд для исследования проявлений горного давления на моделях, включающий основание, опор ную раму с установленной в ней моделью, нагружающее устройство, установленное на модели, и пневмобаллоны, расположенные между опорной рамой и нагружающим устройством 21, 20Недостатком данного стенда является низкая точность измерений при моделировании наклонно и крутозалегающих пластов, связанная с тем, что он не позволяет моделировать касательные усилия покрывающей толщи пород на пласт.Цель изобретения - повышение точности исследований при моделировании наклонно и крутоэалегающих пластов.30Поставленная цель достигается тем, что в стенде, включающем основание, опорную раму с установленной, в ней моделью, нагружающее устройство, установленное на модели, и35 пневмобаллоны, расположенные между опорной рамой и нагружающим устройством, нагружающее устройство выполнено в виде треугольной фермы, в нижней балке которой размещены под пружиненные поршни.На фиг. 1 изображен стенД, общий вид; на фиг. 2 - узел 1 на фиг. 1.Стенд включает основание 1, раму 2 с обоймой 3, поворотное устрой ство 4, пригружающее устройство, состоящее из треугольной фермы, выполненное из нижней балки 5, верхней балки б и стойки 7, жестко соединенных косынками 8, поршней 9, пружин 10, пневмобаллона 11 со штуцером 12, накладки 13 и винтовых домкратов 14.Стенд работает следующим образомВ обойму 3 закатывается из эквивалентного материала (например песчано-парафиновая смесь) модель 15. Затем обойму 3 совместно моделью 15 и рамой 2 поворачивают устройством 4 на угол з 6, соответствующий натурному углу залегания пласта, На открытую поверхность модели 15 устанавли-, вается пригружающее устройство в следующем порядке, Сначала ставится треугольная ферма, угол у которой между нижней 5 и верхней б балками 65 равен моделируемому углу 6 . В зазор между нижней балкой 5 и открытой поверхностью модели 15 устанавливаются поршни 9 с пружинами 10. Затем на верхнюю балку б укладывается пнев. мобаллон 11, накладка 13. В целом пригружающее устройство распирается между моделью 15 и рамой 2 винтовыми домкратами 14. Пневмобаллон 11 через штуцер 12 и редуктор (не показан) подсоединяется к баллону со сжатым газом, например азотом (не показан). Расчетная нагрузка от ве. са немоделируемой толщи пород на модель 15 задается избыточным давлением газа в пневмобаллоне 11.Избыточное давление в пневмобаллоне 11 создает равномерно распределенную нагрузку на верхнюю балку б треугольной фермы, которая нижней балкой 5 раскладывается за счет угла Ж на составляющие нормальные (М) и касательные (с),Величина этих составляющих определяется по формулеоЙ = )Нс 05 К (, щф Н 5 пМф р где- значение объемнОго, веса пород немоделируемой толщи,ж - угол падения пласта, равныйуглу между верхней б и нижней 5 балками треугольнойфермы,Н - высота немоделируемой толщи,При этом поршни 9 (фиг, 2), расположенные в нижней балке фермы,сжимая пружины 10, жестко контакти-,руют с этой балкой. Через них происходит разложение на составляющиенормально распределенной нагрузки,.задаваемой пневмобаллоном 11,По мере отработки модели происходит деформация слоев моделируемойтолщи пород, вызванная их подработкой. Это сопровождается снижениемна них давления вышележащей немоделируемой толщи (эона нагрузки) иосуществляется следующим образом.По мере деформации слоев моделипотенциальной энергией сжатых пружин 10 поршни 9 выдвигаются из нижней балки 5 (фиг. 2), тем самымпригружая нормальной и касательнойсоставляющими,подработанную частьмодели. Потенциальная энергия сжатых пружин определяется весом подработанной немоделируемой толщигорных пород.Таким образом, предлагаемое пригружащее; устройство, имитирующеенормальную и касательную составляющие веса немоделируемой толщи пород, позволяет обеспечить соответствие геомеханических процессов,протекающих в модели и в натуре.При этом соответствие сохраняется: 1040151 как в подработанном, так и в неподработанном массивакз По сравнению с известным, пред-.лагаемыйстенд позволяет проводить Березк Корректор М. Демчук каз б 849/35ВНИИПИ ГосудаРпо делам изо113035, москва,Подписное митета СССР крытий ая наб., д. еЮеваеФеви ППП "Пате или роектная, 4 д Редактор О. Черниче СоставитЕльТехред."-И" ГаяФдй евеВ юТираж 603твенного коретений и.оЖ, Рауюсаа ИВ Ю 61 В Ю Юг; Ужгоро лабораторные исследования проявлений горного давления на крупномасштабных моделях в широких диапазонах по углу падения пласта и в глубине ведения горных работ.