Состав для изготовления моделей при определении напряженного состояния массива горных пород на эквивалентных материалах

СООЗ СОВЕТСНИХСО ИМВФпР ВНИКРЕСПУБЛИК ОЮ (1) А АМБР Е 21 С 39/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Н АВТЮРСНОЙ( СИИДВТЙЬСГВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТЮ(72).М.С.Злотников и Ф.П.Глупщхин (71) Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт горной геомеханикй и маркшейдерского дела(56) 1. Кузнецов Г.Н. и другие, Иоделирование проявлений горного давления. М "Недра", 1968, с. 51-66.2. Авторское свидетельство СССР, У 697719, Е 2 1 С 39/00, 1978.(54) (57) СОСТАВ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МО, ДЕЛЕИ ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ МАССИВА ГОРНЫХ ПОРОД НА ЭКВИВАПЕНТНЫХ МАТЕРИАЛАХ, включающий наполнитель и парафин, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения надежности моделирования, в качестве наполнителя используют пластилин нри следующем соотношении ком" понентов, мас. 7.:Пластилин 5-95Парафин 5-95Парафин СосПластилин тав 2,05 0,80 3,2 0,88 0,66 2,7 2,53 1,32 0,49 1,84 2,1 4,00 1,8 4,00 0,20 17 83 2,50 0,04 1,311333Изобретение относится к горному делу н йодземному строительству, а более конкретно к определению напряженного состояния массива горных пород в окрестности горных выработок на эквивалентных материалах.Известны составы для изготовления моделей при определении напряженного состояния горных пород на эквивалент" ных материалах, содержащие наполни тель (кварцевый песок) и связующее (парафин, смолу, мел и т.п.) 1 и 21,Недостатки известных составов заключаются в том, что разрушение материала происходит при деформации, 15 намного меньшей предельных деформаций пластичных пород, тогда как в соответствии с теорией подобия между ними должно быть равенство; разрушение материала при сжатии сопровождается быстрой разгрузкой (быстрым сни жением несущей способности до нуля), тогда как пластичные породы характеризуются определенной текучестью под нагрузкой, кроме того, пористость . 25 этого материала составляете 30%, что намного превышает пористость осадочных пород (0-3%).Наличие указанных расхождений между свойствами материалов модели и натуры приводит к отклонениям в характере протекания механических процессов в модели по сравнению с натурой, что снижает ценность эксперимента, уменьшает надежность модели 35 рования и правомерность переноса экспериментальных данных на реальные условия.Цель изобретения - повьпиение надежности моделирования. 97 2Поставленная цель достигается тем, что в составе для изготовления моделей при определении напряженного состояния массива горных пород на эквивалентных материалах, включающем наполнитель и парафин, в качестве наполнителя используют пластилин при следующем соотношении компонентов, вес.%:Пластилин 5-95Парафин 5-95П р и м е р 1. Навески пластилина (0,5 кг - 5 вес.%) и парафина (9,5 кг - 95%) нагревают раздельно в емкостях из любого материала при 100-110 С до плавления, после чегоОсоединяют и перемешивают в течение трех минут. Полученный раствор заливают в герметичную опалубку, внутренняя поверхность которой обработана кремнеорганическим каучуком с целью снижения адгезии состава. При необходимости изготовления слоистой модели каждый последующий слой заливается после застывания предыдущего,ричем для создания нужного контакта слоев производится отсыпка по поверхности нижнего слоя слюды-чешуйки.Изготовленный состав имеет показатели: В( ,=0,88 МПа; Е Н =2,05 ь; 3 0,80 чь; пористдсть 3,2%.П р и м е р 2Навески пластилина (2:5 кг - 25 вес.%) и парафина (7,5 кг - 75 вес.%) разогревают до плавления, соединяют, перемешивают и заливают в опалубку, аналогичнопримеру 1.В таблице приведены составы и свойства нескольких разновидностей эквивалентного материала.Заказ 9935/30 Тираж 482 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретЕний и открытий 113035, Москва, Ж"35, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 3 11Свойства изготовленного состава: В =О,б 6 МПа; Е =2,53 ; 3 =1,32 ч пористость 2,7П р и м е р 3. Навески пластилина (9,5 кг - 95 вес, ) и парафина (0,5 кг - 5 вес. ) разогревают до плавления, соединяют, перемешивают и заливают в опалубку, аналогично примеру 1.Свойства изготовленного состава:. К=0,02 МПа; Г й = ео; 3 =17,0 ч о 3; пористость 1,3Если содержание компонентов выходит за заявленные пределы, то полу- чаемый при этом состав плохо передает свойства реальных пород. Вчастности, при содержании парафина менее 5 . смеси являются, пластичными, текучими под нагрузкой, при содержании парафина более 95 смеси, наоборот, становятся слишком жесткими. Результаты показывают, что данныематериалы могут быть использованыдля имитации широкого круга горных 33397 4пород различной прочности (К ) вразличных масштабах моделирования:от 1 /.1 О до Г/500. Изменение соотношения между пластилином и парафином позволяет регулировать важнейшиеФизико-механические свойства состава:предельное напряжение (Кс ), предельную деформацию (Е), коэффициентползучести (8).Ю - Предлагаемый состав позволяетболее полно удовлетворять требованиям подобия физико-механическихсвойств пластичной породы и модели.Это дает возможность осуществлять 1 строгий учет деформируемости массива,с высокой степенью надежности определять конвергенцию горных выработоки прогнозировать их устойчивостьс учетом всего комплекса горно-геоло.гических факторов. В конечном итогеэто способствует повышению надежнос"ти моделирования, ведет к росту эффективности его применения для широкого круга задач горного дела.