Стенд для моделирования геомеханических процессов в толще горных пород

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 9) 5.0 ( ц 5 Е 21 С 39/О 2 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ ЬСТВУ(71) Институт горного дела СО АН СССР(54) СТЕНД ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ГЕОМЕХАНИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В ТОЛЩГОРНЫХ ПОРОД(57) Использование: относится к областгорной промышленности и предназначендля моделирования геомеханических про Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для модели-"рования геомеханических процессов,возникающих в толще горных пород приотработке твердых полезных ископае- .мых.По основному авт. св, известен стенд, фвключающий основание и систему подвйж-"ных площадок, образующих единую поверхность, на которой уложена эластичнаяпрокладка и эквивалентный материал,Недостатком стенда является то, чтопри опусканиифплощадок имитации процесса выемки полотно, обладая упругостью иэластичностью, создает дополнительныйподпор искусственному массиву(если выемка с обрушением) и не обеспечивает формирования пространства, геометрия которогобыла бы подобной геометрии выработанного пространства (полотно провисает, имея.защемление между эквивалентным материалом и поверхностью площадок). Это снижает точность воспроизведениягеомеханических процессов,цессов в толще горных пород при подземной разработке месторождений полезных ископаемых, Сущность изобретения; стенд имеет основа ние, в вертикальных отверстиях которого установлены стержни с возмокностью фиксированного перемещения, На верхних концах стержней закреплены плоские площадки, которые образуют единую поверхность, покрытую гибким полотном. Полотноуложено с образованием складок, которые провисают междуторцами площадок. При опускании части площадок складки полотна распрямляются с образованием полости, имитирующей выработанное пространство, например камеру".2 ил,.Целью изобретения является повышение адекватнести йоделирЬванйя "геомеханических процессов за счет воспроизведения реакции подпора кровли обрушенными горными породами или закладкой.Цель достигается тем, что согласно известному стенду эластичная йрокладка размещена с образованием между торцами плоских площадок складок на"границах, имитирующих контуры выработанного пространства.Стенд поясняется рисунками,На фиг. 1 показан стенд суложеннь 1 м эквивалентным материалом, (фрагмент) вертикальный разрез; на фиг, 2 - то же, после имитации отработки участка залежи,Стенддля моделирования геомеханических процессов в толще горных пород включает основание 1 и имитирующий горные породы эквивалентный материал 2, боковые стенки 3, систему 4 индикации напряжений, разуплотнений и подвижек эквивалентного материала 2. вертикальные отверстия, вы1751322 4полненные в основании 1, стержни 6, уста- рабатываемой залежи, Затем осуществляют новленные в отверстиях 5 основания 1 с пригрузку стенда с помощью гидродомкравозмокностью фиксированного перемеще- тов, пневмоподушек или мешков с дробью, ния",например, на резьбе, плоские площад- Затем осуществляют имитацию процесса ки 7, установленные вплотную друг к другу 5 отработки залежи путем опускания отдельна верхних концах стержней 6 и образую- ных площадок 7. Для этого частично вывинщие единую поверхность, на которую уло- чивают стержни 6, величина опускания кена эластичная прокладка 8 с площадок 7 принимаетсяподобнойвынимаобразойаййем. складок 9; Складки 9 про- емой мощности залежи, При этом складки 9ЗФкладки 8, напрймер из полиэтиленовой 10 эластичной прокладки 8 распрямляются и пленки, провисают между торцами плоских образуют полость, геометрическйе размеры площадок 7 на границах, имитирующих кон- которой подобны размерам выработанного тур. выработаййых пространств. Размер пространства, например камеры. Полость продольных складок 9 (величинанапускаможет заполняться обрушающимся эквивапрокладки 8) определяется в соответствии с 15 лентным материалом или материалом, имикрйтериями геометрического подобия. Еслитирующим закладочный массив.имитируетсяпроцесс камерной выемки с С помощью системы 4 индикации или оставлением ленточных целиков, авынима- геофизических методов определяют напряемая мощность рудного тела равна 30 м, то жения в горном массиве, их динамику, инпримасштабестенда 1,100 величина прови тенсивность процессов разуплотнения сания складок 9 будет равна 15 см, что обес-искусственного массива,печит формирование полости . при Для имитации упругих свойств залежи опускании площадок 7 высотой 30 см. целиков пластины 7 могут быть подпружиСтенд работает следующим образом.нены (не показано), При этом подбираются По геологическим данным определяют 25 пружины, обеспечивающие подобие упру- структуру, слоистость и физико-механиче- . гихсвойствзалежи. Пружинымогутустанавские свойства горных пород в кровле зале- ливаться в процессе имитации выемки. Все жи, а также геометрические характеристики . геометрические характеристики модели, залежи и образуемых. выработанных про- . слоев, характер и состав эквивалентного мастранств. На основе этих данных в масшта териала выбирают из требований геометрибе 1;20 - 1:200 формируют модель, Для этого ческого и механического подобия при на площадки 7 укладывают прокладку 8, моделировании процессов деформации и формируют складки 9 и пропускают их меж- разрушения, исхбдя из известных принциду.торцами площадок 7. Складки 9 образуют пов.по контуру, имитирующему границы очист Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я ных пространств,т;е. между торцами йло- Стенддля моделирования геомеханиче"щадок, которые будут опускаться и которые ских процессов в толще горных пород по останутся неподвижными, Затем на пло-авт. св. Ь 1682559, о т л и ч а ю щ и й с я тем, щадки 7 и прокладки 8, имитирующие гопо- . что, с целью повышения адекватности моде- поверхность отрабатываемой залежй, 40 лирования геомеханических процессов за - укладывают слои эквивалентного материа- счет воспроизведения реакции подпора ла 2. Одновременно с этим в искусственном кровли обрушенными горными породами массиве размещают датчики системы 4 ин- или закладкой в выработанном пространстдикацйи, если используется сйстема контак- ве, эластичная прокладка размещена с обтного контроля. Путем выдвижения 45 разованием между торцами плоских стержней 6 на определенную высоту восп- площадок складок на границах, имитируюроизводится характер топоповерхности от- щих контуры выработанных пространств,Тираж Подписноевенного комитета- по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб;. 4/5