Стенд для моделирования геомеханических процессов в толще горных пород

Номер патента: 1751320

Автор: Штеле

ZIP архив

Текст

совхоз сОВетски СОЦИАЛИСТИЧЕС РЕСГ 1 УБЛИК(5 ТЕЙИЯ НИЕ ИЗО 9НИЯ ГЕВ ТОЛЩ рной проользовано вских проорных поолезного условиях. оделироваГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство ССМ 1682559, кл, Е 21 С 39/00, 198(54) СТЕНД ДЛЯ МОДЕЛИРОВАМЕХАНИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВГОРНЫХ ПОРОД(57) Изобретение относитсягомышленности и может быть испдля моделирования геомеханичцессов, происходящих в толщерод при вГыемке залежей иископаемого, в лабораторныхСтенд повышает адекватность м 1751320 А 1 21 С 39/00 ) 1ния геомеханических процессов в толще горных пород. Это достигается тем, что его плоское основание 1 снабжено отверстиями, в которых установлены стержни 6, соединенные с плоскими площадками 7 через шаровые опоры 8, Плоские площадки 7 образуют сплошную криволинейную поверхность, имитирующую гипсометрию контакта кровля - залежь, Имитация процесса выемки залежи осуществляется путем опускания части площадок 7, при этом в эквивалентном материале, имитирующем породы кровли, инициируются процессыроста и-перераспределения напряжений, разуплотнение и разрыхление. Эти процессы контролируются с помощью сис 1.емы датчиков, 3 ил,Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для моделирования геомеханических процессов,возникающих в толще горных пород приотработке полезных ископаемых, в лабораторных условиях,Наиболее близким к предлагаемому потехнической сущности и достигаемому результату является стенд, включающий основание со стержнями и плоскимипластинами, эквивалентный материал и систему индикации напряжений и подвижек вэквивалентном материале,Недостатком данного стенда являетсянизкая:тоЧВбсть моделирования геологических условий залегания, в частности гипсометрии кровлизалежи или ее гипсометрии.Это связано с тем, что гипсометрия воспроизводится на стенде набором плоских пластин, жестко закрепленных на концахвыдвижных стержней. Это снижает точность воспроизведения геомеханическихпроцессов в толще горных пород над отрабатываемой залежью, когда она имеет сложную гипсометрию контакта с породамикровли.Целью изобретения является обеспечение адекватности моделирования геомеханических процессов за счет повышенияточности воспроизведения гипсометрии залежи,Цель достигается тем, что согласностенду, включающему основание с отверстиями, имитирующий горные породы эквивалентный материал, боковые стенки,систему индикации напряжений, разуплотнений и подвижек в эквивалентном материале, размещенные в отверстиях основания,с возможностью фиксированного перемещения вдоль осей отверстий, стержни с установленными на их верхних концахвплотную друг к другу плоскими площадками, образующими единую поверхность дляукладки эквивалентного материала, онснабжен закрепленными на верхних концахстержней шаровыми опорами с фиксаторами, а плоские площадки установлены на шаровых опорах с возможностьюфиксированного вращения вокруг их.На фиг. 1 показан стержень, установленный в основании стенда, продольныйразрез; на фиг, 2 - разрез А-А на фиг. 1; нафиг. 3 - стенд с уложенным эквивалентнымматериалом, вертикальный разрез (фрагмент),Стенд для моделирования геомеханических процессов в толще горных пород включает основание 1 и имитирующий горныепороды эквивалентный материал 2, боковыестенки 3, систему 4 индикации напряжений,разуплотнений и подвижек эквивалентногоматериала, вертикальные отверстия, выполненные в основании 1, стержни 6. установленные в отверстиях 5 основания 1 с5 возможностью фиксированного перемещения, например на резьбе, плоские площадки7, установленные на шаровых опорах 8, которыми снабжены верхние концы стержней6. Шаровые опоры 8 снабжены фиксаторами10 положения площадок 7, выполненными в.виде винтов 9. Площадки 7 образуют сплошную криволинейную поверхность (вариант -плоскость), которая является опорой для эквивалентного материала 2, толщина слоев.15 которого и состав подбираются по критериям геометрического и механического подобия.Стенд работает следующим образом.По геологическим данным определяют20 структуру, сложность и физико-механические свойства горных пород в кровле залежи, а также геометрические характеристикисамой залежи. По этим данным строят гипсометрический план, отражающий геомет 25 рию поверхности контакта кровли сзалежью полезного ископаемого. Планстроится в изолиниях. Затем на этом планеопределяются границы участка, отработкакоторого будет имитироваться на стенде.30 Это участок на плане разбивается на квадраты (если площадки 7 квадратны), количество которых соответствует количествуплощадок 7 стенда, Затем определяется нагипсометрическом плане высотная отметка35 центров всех квадратов. Таким образом,подготовлена информация для воспроизведения гипсометрии контакта "залежь-кровля" на стенде.Каждый стержень 6 выдвигается на вы 40 соту, подобную отметке центра соответствующего квадрата на гипсометрическомплане. После этого площадки 7 ориентируют. так, чтобы )бразовалась сплошная поверхность, имитирующая криволинейную повер 45 хность контакта залежь-кровля. Послеэтого с помощью болтов 9 фиксируют положение всех площадок. На поверхность площадок 7 укладывается эластичное полотно(не показано), Затем осуществляют укладку50 эквивалентного материала 2. Одновременно с этим в искусственном массиве могутразмещаться датчики системы 4 индикации,После этого осуществляют пригрузку55 стенда с помощью гидродомкратов, пневмоподушек или мешков с дробью. Затемосуществляют имитацию процесса отработки залежи путем опускания отдельных площадок. Для этого частично вывинчиваютстержни 6, При этом величину опускания1751320 яг,З Составитель Ю, ЛупичеваТехред М Моргентал р В, Гирня Редактор Н, Горва Заказ 2670 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 роизводственно-издательский комбинат Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 10 площадок 7 принимают подобной вынимаемой мощности залежи,С использованием бесконтактной иликонтактной системы 4 индикации осуществляется измерение напряжений в массиве, 5его разуплотнение и деформации,С помощью стенда возможно моделирование различных технологических ситуаций, э также воспроизводить динамикугеомеханических процессов в породах кровли в процессе развития горных работ, Стендцелесообразно использовать для прогнозирования и выбора оптимальных вариантовразвития горных работ по критерию напряженно-деформированного состояния горных пород, Стенд обеспечиваетвозможность воспроизведения геомеханических процессов в крупных масштабах(дляшахтного поля, этажа, панели) в их динамике, При воспроизведении крупномасштабных процессов в горном массиве размерыстенда могут составлять (в плане) 10 к 10 м.Стенд оснащается системой механизации иавтоматизации за катки искусственного массиваа. 25Все геометрические характеристики модели, слоев, характер и состав материаловвыбирают из требований геометрического и механического подобия при моделированиигеомеханических процессов в соответствиис известными принципами. Формула изобретения Стенддля моделирования геомеханических процессов в толще горных пород, включающий основание с отверстиями, имитирующий горные породы эквивалентный материал, боковые стенки, систему индикации напряжений, разуплотнений и подвижек в эквивалентном материале, размещенные в отверстиях основания с возможностью фиксированного перемещения вдоль осей отверстий стержни с установленными на их верхних концах вплотную одна к другой плоскими площадками, образующими единую поверхность для укладки эквивалентного материала, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью обеспечения адекватности моделирования геомеханических процессов за счет повышения точности воспроизведения гипсометрии залежи, он снабжен закрепленными на верхних концах стержней шаровыми опорами с фиксаторами, а плоские площадки установлены на шаровых опорах с возможностью фиксированного вращения вокруг них.

Смотреть

Заявка

4846175, 02.07.1990

В. И. Штеле

ШТЕЛЕ ВЛАДИМИР ИВАНОВИЧ

МПК / Метки

МПК: E21C 39/00

Метки: геомеханических, горных, моделирования, пород, процессов, стенд, толще

Опубликовано: 30.07.1992

Код ссылки

<a href="https://patents.su/3-1751320-stend-dlya-modelirovaniya-geomekhanicheskikh-processov-v-tolshhe-gornykh-porod.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Стенд для моделирования геомеханических процессов в толще горных пород</a>

Похожие патенты