Устройство для полевых испытаний горных пород

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИН 19) И) А 1 С 39 И ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИН Д ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) УСТР ГОРНЫХ ПО (57) Изоб делу и пр физико-ме горных по можностей ности испь нагрузке, баниях наг ат 0888)е свидетельство СССС 01 1. 7/00, 1973.свиде тельство СССРЕ 21. С 39/00, 1987 корпусетановлен(71) Всесоюзный. научно-исслеский институт горной геомехаи маркшейдерского дела(56) АвторскоУ 395753, кл.АвторскоеУ 14655 б 9, кл ЙСТВО ДЛЯ ПОЛЕВЫХ ИСПЫТАНИЙОДетение относится к горномудназначено для определенияанических характеристикод. Цель . - расширение возпутем обеспечения возможтаний как при пост яннойтак и при затухающих колерузки. В дилиндрнческомперпендикулярно его оси усуансон (П) 3. Прнвод пере-,1629535 4 30 мещения П 3 выполнен в виде расположенной в корпусе 1 штанги (Ш) 4, наодном конце которой установлена гайка 5 с пружиной 6, а на другом свободном конце - ограничитель 7. С гайкой 5 соединена втулка (В) 8, свободно установленная на Ш 4 концентрично ей. На Ш 4 между ограничителем7 и В 8 установлены ползуны 9,10.На В 8 свободно установлен инерционный груз 11, соединенный со свободным концом пружины 6. С П 3 соединен центральный шарнир 12 двухзвенника 13, крайние шарниры 14 и 15которого установлены соответственнона ползунах 9 и 10, Для нагружениямассива постоянным усилием вращением гайки 5 перемещают В 8 относительно Ш 4, при этом полэуны 9,10перемещаются навстречу друг другу.Двухзвенники 13 перемещают П 3,16 внаправлении стенки скважины 2 и наИзобретение относится к горномуделу, а именно к устройствам дляопределения физико-механических характеристик горных пород в натурныхусловиях.,Цель изобретения - расширениефункциональных возможностей путемобеспечения возможности испытанийкак при постоянной нагрузке, так ипри затухающих колебаниях нагрузки.На чертеже представлено устройство для полевых испытаний горныхпород, общий вид.Устройство содержит цилиндрический корпус 1 для размещения в скважине 2, йуансон 3, установленный вкорпусе 1.перпендикулярно его оси,и привод. перемещения пуансона 3, вы-.полненный в виде расположенной вкорпусе 1 штанги 4, на конце которой установлена гайка 5 с пружиной Ь,На свободном конце штанги 4 уста 50новлен ограничитель 7. С гайкой 5соединена втулка 8, свободно установленная на штанге 4 концентрично ей,с возможностью взаимодействия с ползуиами 9 и 10, установленными на .штанге 4 между ограничителем 7 и55втулкой 8, На последней свободно установлен инерционный груз 11, соединенный со свободным концом пружигружают участки под П 3,16 усилием,величину которого определяют датчиками 17, размещенными на П 3,16. Дляиспытаний при нагружении массива затухающими колебаниями нагрузки вращением гайки 5 разгружают П 3, 16 и .создают зазор между ограничителем 7В 8 и ползунами 9,10, Смещают груз11 вдоль В 8 и освобождают его, Груз11 под действием пружины 6 совершает возвратно"поступательное перемещение, смещает В 8 вместе со Ш 4 инаносит удары по ползунам 9,10.Затухающие ударные усилия передаются на П 3,16 и стенки скважины 2,Для неударных нагружений затухающими усилиями ограничитель 7 и В 8 подводят вплотную к полэунам 9,10. По"рядок выполнения нагружений задаетсяпрограммой испытаний. Параметры колебаний нагрузки задают начальнымсмещением груза, его массой и жесткостью пружины 6. 1 ил. ны 6, С пуансоном 3 соединен центральный шарнир 12 двухэвенника, крайние шарниры 14 и 15 которого установлены соответственно на ползунах 9 и 10. В устройстве могут использоваться одновременно и более одного пуансона, что задается числом двухзвенников на полэунах 9 и 10, На чертеже показан вариант с двумя пуансонами 3 и 16. Иа пуансонах 3 и 16 установлены датчики 17 для регистрации усилий. Гайка 5 соединена с втулкой 8 посредством шарнира 18.Устройство работает следующим образом.Для испытаний при нагружении участка массива под пуансонами 3 и 16 постоянным или постепенно изменяющимся усилием вращением гайки 5 на резьбе штанги 4 производят взаимное перемещение штанги 4 и втулки 8 так, что ограничитель 7 и торец втулки 8 перемещают ползуны 9 и 10 навстречу друг другу. Двухэвенники 13 перемещают. пуансоны 3 и 16 в направлении стенок скважины 2 и нагружают участки под пуансонами 3 и 16 усилиями, величину которых определяют датчиками 17.Для испытаний нри нагруженин участков массива поЪ пуансонами 3 и 16 за1629535 6тт- дования постоянных нагрузок с колеан- баниями нагрузки, наложение этих виг- дон нагрузки позволит исследовать и закономерности перехода элементов5массива от устоичивого к неустойчи 11 вому состоянию и к разрушению,формула изобре те ния Составитель Л.Климов Редактор А.Шандор Техред М.дидык Корректор И.МускаТираж 290 Заказ 421 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101 тухающими колебаниями нагрузки обра ным вращением гайки 5 разгружают пу соны 3 и 16 и создают зазор между о раничителем 7, втулкой 8 и ползунам 9 и 10, как это показано на чертеже Смещают вручную) инерционный груз вдоль втулки 8 и освобождают его, после чего груз 11 под действием пружины 6 совершает возвратно-поступа 10 тельные перемещения, смещает втулку 8 вместе со штангой 4 и наносит удары по полэунам 9 и 10. Ударные уси" лия затухающей величины передаются через двухзвенники 13 на пуансоны 3 и 16 и стенки скважины 2 и регистрируются датчиками 17. Для неударных нагружений затухающими усилиями в исходном положении ограничитель 7 и втулку 8 подводят вплотную к ползу нам 9 и 10, Для испытаний при наложении затухающих колебаний нагрузки на постоянные усилия производят предварительное нагружение пуансонов 3 и 10, как описано вьппе, а затем смеща ют груз 11 из положения равновесия.Порядок выполнения нагружений задается программой испытаний. Параметры колебаний нагрузки задают начальным смещением груза 11 иэ положения . равновесия, весом груза 11, жесткостью пружины 6.Использование данного устройства позволит выполнять новые исследования механических свойств горных пород в натуре, в удалении от поверх 35 ности выработки, где массив еще достаточно устойчив. Возможность череУстройство для полевых испытаний горных пород, содержащее цилиндрический корпус для размещения в скважине, пуансон, установленный в корпусе перпендикулярно его оси, и привод перемещения пуансона, выполненный в виде расположенной в корпусе штанги, на конце которой установлена гайка с пружиной, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей устройства путем обеспечения испытаний как при постоянной нагрузке, так и при затухающих колебаниях нагруэки, оно снабжено шарнирным двухэвенником, ограничителем, двумя ползунами, втулкой и инерционным грузом, при этом ограничитель установлен на свободном конце штанги, втулка соединена с гайкой и свободно установлена на штанге концентрично ей, груз соединен с пружиной и свободно установлен на втулке, ползуны установлены на штанге между ограничителем и втулкой, два крайних шарнира двухэвенника установлены на соответствующих полэунах, а центральный шарнир соединен с пуансоном.