Способ определения высоты зоны распространения водопроводящих трещин при моделировании на эквивалентных материалах

Номер патента: 1461924

Авторы: Ващилин, Нестеров, Стариков

ZIP архив

Текст

Изобретение относится к горно-добывающей промышленности и может быть использовано при моделировании высоты зоны распространения водопроводя 5 щих трещин для определения опасных условий прорыва воды в горные выработки и защиты их от затопления,Цель изобретения - повышение точности определения высоты зоны распро странения водопроводящих трещин.На фиг. 1 представлена схема осуществления способа определения высоты зоны распространеция водопроводя-:. щих трещин при моделировании на экви валентных материалах; .на фиг. 2 - разрез модели из эквивалентного материала, вид сбоку.Способ осуществляют следующим образом. 20По известной методике изготавливают модель 1 из эквивалентного материала с вынимаемым пластом 2. Материалы-эквиваленты могут быть различного состава в зависимости от постав ленной конкретной задачи. В водоносном горизонте модели 1 устанавливают гидравлические месдозы 3 с нагревательнымэлементом внутри (не показан), который служит для изменения темпера туры активного фильтрата по отношению к модели 1. Для создания давления в водоносном слое модели 1 с соблюдением подобия натурным условиям месдоза 3 посредством гибкой трубки 4 соединена со стеклянным пьезометром 5 с воронкой б. Нагревательный элемент (неоказан) в месдозе 3 соединен электрическим проводом (не показан), пропущенным через гибкую трубку 4, стеклянный пьезометр 5 и воронку 6, с низкоВольтным источником питания (не показан).В качестве активного фильтрата используют магнитную жидкость, представленную коллоидным раствором магнетита Ре 0,1 в керосине, обработанного олеиновой кислотой. Керосин по сравнению с водой обладает большей проникающей способностью и большей удельной теплоемкостью. Размер кодлоидных частиц составляет 50-150 А.При отработке пласта 2 в модели происходит сдвижение имитируемых горных пород, в результате которого в водозащитнойтолще 7 образуются водопроводящие трещины 8 и 9. Моделирование на эквивалентных материалах дает возможность наблюдать зону обрушения и макротрещин 8 визуально,Наличие или отсутствие водопровадящих микротрещин 9 в зоне плавногопрогиба можно бпределить только специальными методами контроля, В первую очередь магнитная жидкость проникает через образовавшиеся водопроводящие микротрещины 9. При визуальномосмотре модели в местах над соответствующим изменившимся уровнем жидкости в стеклянном пьезометре 5 возможно вытекание магнитной жидкости.В этом случае поверхность модели 1покрывают легко деормируемой пленкой, например, полистирола, для этого ега растворяют растворителем инаносят на модель пульверизатором.При проникновении магнитной жидкостив мактротрещины 8 размером более0,5 мм их шпаклюют эквивалентным материалом,До начала отработки модели 1 магнитную жидкость нагревают до температуры, не превышающей теплостойкость эквивалентного материала. Длясъемки трещин в инФракрасном излучении необходимым условием .является.разность температур материала моде 1ли 1 и магнитнои жидкости в трещинах 8 и 9. За счет хорошей теплопроводности магнитной жидкости по сравнению с другими жидкостями происходит теплообмен, поддерживающий задан"ную температуру в микротрещинах 9.Жидкость вступает в контакт споверхностью из эквивалентного материала, имеющего другую температуру,и протекает процесс обмена тепловойэнергией (естественная конвекция).Тепловой поток естественной конвекцииопределяют по формулес = Ь А(Т - Тоо ) ф1где Ьс - коэфФициент конвективнойтеплоотдачи для жидкостей(20-100 ВТ/м град);А - площадь поверхности, омываемой жидкостьюм;Тз - температура поверхности;Тое. температура жидкости.Тепло от магнитной жидкости передается эквивалентному материалу. Материал модели 1 имеет теплопроводность, меньшую по сравнению с магнит-ной жидкостью, и существует естествеюная воздушная конвекция стенок модели 1, поэтому нагрев эквивалентно1461924 дежные данные о распространении ивозникновении трещин,Формула изобретения 25 Составитель Л. Климоведактор А.,ЛежнинаТехред М.Ходанич Коррек ерни исное бретениям и открытиям при ГКНТ ССаушская наб., д. 4/5 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101 го материала до температуры жидкости не произойдет. По мере отработки пласта 2 (полезного ископаемого) производят периодическую съемку модели 15 тепловизором (не показан)который позволяет фиксировать изменение темопературы до 0,2 С. Нагрев магнитной жидкости периодически отключают. Зафиксированный эффект разности темпера.10 тур магнитной жидкости и модели 1 позволяет получить на экране тепловизора картину высоты распространения водопроводящих трещин 8 и 9 на модели 1, после чего высоту зоны распро странения трещин в натурных условиях определяют посредством перехода от модели 1 через задаваемый масштаб.Точность определения высоты зоны распространения водопроводящих трещин 20 зависит от расстояния между тепловизором и модалью, задаваемого масшта.бом модели, типа прибора, применяемого для регистрации инфракрасного излучения. Предлагаемый способ позволяет отработать модель, не нарушая ее целостности, и получить стабильные на 30 Заказ 645/28 Тираж 449ВНИИПИ Государственного комитета по иэ113035, Москва, Ж,Способ определения высоты зоны распространения водопроводящих трещин при моделировании на эквивалентных материалах, заключающийся в том, что изготавливают модель из эквивалентного материала, осуществляют вы- емку пласта из модели, после чего через водозащитную толщумодели пропускают жидкость и контролируют ее проникновение в модель, по которой судят о распространении водопроводящих трещин в натурных условиях, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения точности определения высоты эоны распространения водопроводящих трещин, в качестве активного фильтрата используют магнитную жидкость, нагреваемую до температуры, не превышающей при теплообмене теплостойкость эквивалентного материала модели, а контроль за ее проникновением в водозащитную толщу осуществляют путем съемки модели в инфракрасном излучении.1

Смотреть

Заявка

4209084, 16.03.1987

ВСЕСОЮЗНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ И ПРОЕКТНЫЙ ИНСТИТУТ ГАЛУРГИИ

СТАРИКОВ ЛЕОНИД ВИКТОРОВИЧ, НЕСТЕРОВ МИХАИЛ ПАВЛОВИЧ, ВАЩИЛИН ВИКТОР АФАНАСЬЕВИЧ

МПК / Метки

МПК: E21C 39/00

Метки: водопроводящих, высоты, зоны, материалах, моделировании, распространения, трещин, эквивалентных

Опубликовано: 28.02.1989

Код ссылки

<a href="https://patents.su/3-1461924-sposob-opredeleniya-vysoty-zony-rasprostraneniya-vodoprovodyashhikh-treshhin-pri-modelirovanii-na-ehkvivalentnykh-materialakh.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Способ определения высоты зоны распространения водопроводящих трещин при моделировании на эквивалентных материалах</a>

Похожие патенты