Устройство для испытания горных пород в массиве

СОЮЗ СОЕЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК И 91 011 47 А ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ДЕТЕЛЬСТ АВТОРСКОМ НЫХ удовогосследовагеомехан ецкии,тво СССР О, 1971. о СССР О, 1975. о СССР 0 1979 ГОСУДАРСТВЕННЬЙ НОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫ(46) 15.10.86, Бюл. В 38 (71) Всесоюзный ордена Т Красного Знамени научнотельский институт горной и маркшейдерского дела (72) И,М.Петухов, А.П.Ли А.И.Иимец и Б.С.Крылов (53) 622.23.05(088.8) (56) Авторское свидетель В 401803, кл. Е 21 С 39/Авторское свидетельств В 599070, кл. Е 21 С 39/Авторское свидетельств У 823575, кл. Е 21 С 39/ 5 и 4 Е 21 С 39/00 С 11 Н 3/00(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ГОРПОРОД В МАССИВЕ(57) Изобретение относится к горнойпромышленности и предназначено дляопределения прочностных и деформационных характеристик горных пород вмассиве (М). С целью расширения диапазона измерений установленный наопорной плите (ОП) 1 нагруаающийузел (НУ) 7 выполнен в виде пакетапластин из материала с эффектом памяти формы". Внутри НУ 7 закрепленыисточники 4 термического воздействияв пазах 2 ОП 1. В пазах 3 ОП 1 раэмещен чувствительнйй элемент 5 измерительного узла 6. На НУ 7 размещен1263847 1 О 15 20 25 30 3540 пакет стальных плит 8 для выбора зазора. Расположив ОП 1 в нише горнойвыработки, на нее устанавливают НУ7 и плиты 8, При нагреве с помощьюисточника 4 пластин НУ 7 до 40 -60 С материал, из которого они изготовлены, изменяет форму, Температура нагрева регулируется величинойэлектрического тока. Толщина каждой1 Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для определения прочностных и деформационных характеристик горных пород в массиве, а также для нагружения строительных конструкций, крепей различного типа и образцов горных пород.Целью изобретения является расширение диапазона измерений.На чертеже изображена схема работы устройства в массиве горных пород.Устройство содержит опорную плиту 1, в которой выполнены пазы 2 и 3 для размещения в них источников 4 термического воздействия, выполнен.- ных в виде цилиндров, состоящих из нагревательной опирали и смеси огнеупорной глины с асбестом. Чувствительный элемент 5 измерительного узла 6 размещен в пазах 3 опорной плиты 1. На .опорной плите 1 установлен нагружающий узел 7, выполненный из сменного пакета пластин из материала с эффектом "памяти формы",. собранных в пакет. На нагружающем узле 7 размещают плиты 8 для выбора зазора между нагружающим узлом и горными породами горного массива 9. Для измерения деформаций горных пород в массиве 9 при его нагружении с помощью устройства используют индикаторы 10 часового типа, установленные между реперами 11.Возможны следующие варианты выполнения нагружающего узла установки иэ материала с "памятью формы": в виде Б-образных плит, установленных между опорной плитой и пакетом стальных плит; в виде тарельчатых пружин с источниками термическото воздейпластины увеличивается. Происходитнагружение М, Давление на горные породы передается через ОП 1 и плиты8 и регистрируется элементом 5. Величины деформаций горного М определяются по индикатору 10. При охлаждении пластины НУ 7 принимают исходную форму. 1 ил. ствия внутри них;в виде мехов с расположенными внутри них источникамитермического воздействия; в видепластин, изогнутых в спираль с внутренним источником термического воздействия; в виде шарообразных, оваль ных и других сфер с внутренними источниками термического воздействия.Такие варианты выполнения нагружающего узла установки позволяют получить значительное удельное давле" ние на горные породы в массиве при переходе элементов иэ никелида титана нагружающего узла из одной формы в другую в процессе мартенситного превращения при их нагревании.Устройство монтируют в горной выработке следующим образом.Из горной выработки в массиве горных пород делают нишу для размещения установки. Располагают в нейопорную плиту 1. Устанавливают впазах 2 на опорной плите источники4 нагрева. Затем на опорной плитеустанавливают нагружающий узел 7, выполненный из сменных плит никелидатитана. Оставшийся между установкойи горными породами зазор выбираютс помощью пакета стальных плит 8.В массиве горных пород над или подустановкой закрепляют репера 11 и между ниии располагают индикаторы10 часового типа для измерения деформаций, возникающих в горных породах при нагружении их с помощьюустановки. Предварительно на мощномпрессе производят тарировку опорнойплиты с установленными в ее пазах3 чувствительными элементами 5, например тензодатчиками, получают тарировочную зависимость изменения1263847 Формула изобретения Составитель Г.АлексееваТехред В, Кадар Корректор М.Максимишинец Редактор М.Бандура Тираж 470 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Заказ 5537/33 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 сопротивления тензодатчиков с ростомдавления. Тарировочную кривую используют при нагружении горных пород с помощью установки для определения создаваемого ей удельного давления на массив,При включении источников нагревав электрическую сеть или при подаче по змеевику из трубок горячегопара или воды плиты нагружающего узла 7, выполненные из сплава никелидатитана марки ТН 1, обладающего "памятью формы",нагреваются до 40 - 60 С.В этом диапазоне температур происходит мартенситный переход никелида 15титана, иэ которого изготовлены сменный пакет пластин нагружающего узла7, из одной формы в другую, в результате чего увеличивается толщина каждой из пластин пакета, что вызывает 20нагружение горного массива. Давлениена горные породы в массиве передается через опорную плиту 1, нагружающий узел 7 и остальные плиты 8 ирегистрируется чувствительными элементами 5. Величина удельного давления на горные породы, создаваемогоустройством, регулируется величинойэлектрического тока или количествомпропускаемого по трубам горячеге па- З 0ра или воды, Определенной величинетока соответствуют определенные температуры нагрева сменного пакетапластин нагружающего узла 7 устройства, а значит и определенное удельноедавление на массив горных пород,/благодаря чему создаваемое устройством удельное давление на массив можнорегулировать. В результате нагружениямассива горных пород он деформируетСя. 40Эти деформации определяют по показаниям индикаторов 10 часового типа,благодаря чему по аналитическим зависимостям рассчитывают предел проч-ности горных пород на сжатие, модуль 45упругости, модуль деформации, коэффициент Пуассона и другие необходимыехарактеристики, определяют склонностьгорных пород к динамическим явлениям. При охлаждении сменные пластины нагружающего узла 7 устройства принимают исходную форму, что позволяет повторить весь цикл испытаний на этом или другом участке массива горных пород.Устройство для испытания горных пород в массиве имеет в плане размер 50 х 50 см. Высота установки может изменяться в широких пределах. Для нагружения массива горных пород на значительных площадях используют несколько устройств. В зависимости от конкретных задач могут использоваться различные варианты выполнения нагружающего узла из сплава металлов, обладающего памятью формы". Например, толщина сменных пластин нагружающего узла из никелида титана марки ТН 1 при нагревании в процессе мартенситного перехода из одной формы в другую увеличивается на 107. Устройство для испытания горных пород в массиве, содержащее опорную плиту, на которой установлены источники термического воздействия и нагружающий узел с пакетом плит для выбора зазора между нагружающим узлом и горными породами массива, измери-. тельный узел с чувствительным элементом, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона измерений, нагружающий узел выполнен в виде пакета пластин из материала с эффектом памяти формы , чувствительный элемент измерительного узла размещен в опорной плите, а источники термического воздействия закреплены внутри нагружающего узла.