Способ моделирования процесса сводообразования над подземными выработками и устройство для его осуществления

Сфез Советск ихСфциалистичвскикРвслублии ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 898061(5 )М. Кл. Е 21 С 39/00 Ъеудерстеенвй кеинтет СССР ав далем нэобретеннй н открытнйВ И БариновОрдена Октябрьской Революции и одена Трудового.Красного Знаиени институт горного делаим, А,А.Скочинского(54) СПОСОБ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА СВОДООБРАЗОВАНИЯНАД ПОДЗЕИНЫИИ ВЫРАБОТКАМИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для повышения точности изучения процесса сводообраэования за счет создания условий моделирования, максимально приближенных к естественным.Известен способ моделирования процесса сводообразования над подземными выработками по методу файоля 11.НедоСтатком указанного способа является то,что в качестве материала,имитирующего.слои породного массива, применялся металл в виде тонких пластин,Известен также способ моделирования процесса сводообразования над15 подземными выработками, включающий закрепление пакета балок, имитирующего породные слои горного массива, между верхней и нижней опорами, из 20 гиб и последующий излом балок пакета нагрузкой, прикладываемой к каждой балке или к верхней балке с выносом и без выноса верхней опоры 2 . Однако изгиб и последующий излом балок пакета, имитирующего породные слои горного массива, производят нагрузкой, прикладываемой поочередно к каждой балке разной длины, и в результате пролетов испытываемых балок точность эксперимента изменяется в значительных пределах. С другой стороны, изгиб всех балок пакета производится нагрузкой, приложенной к верхней балке,что противоречит характеру нагружения балок в естественных условиях, ибо породные слои горного массива прогибаются и изламываются от действия сил собственного веса каждого отдельно взятого слоя, причем стрела прогиба и скорость деформирования породных слоев последовательно уменьшается снизу вверх.Цель изобретения - повышение точности изучения закономерности сводообразования за счет создания условий моделирования, максимально приближенных к естественным.898061 Кроме того, заданные значения стрелы прогиба балок можно получить посредством регулирования скорости перемещения пуансонов при одинаковыхзначениях нагрузок 4,2 Я Яи т,д.Предлагаемое изобретение обеспечивает значительное повышение точности эксперимента посредством сох О ранения расстояния от линии заделкиРВ до точки приложения нагрузки постоянным у всех испытываемых балок ипосредством изгиба балок нагрузками,прикладываемыми через рессорные плас тины, имитирующими действие собственного веса каждой балки, что, Жсвою очередь, создает более правильное расположение линий излома балоки .более точный контур образующегося ро свода естественного равновесия. Кроме того, уточненный контур сводаобеспечивает возможность повышенияточности расчета нагрузок породныхслоев на механизированные крепи в Ь зоне опорного давления. Формула изобретения Устройство работает следующим образом,На нижнюю опору 1 устанавливаютпакет 3 балок, выполненных из кернов55породных слоев или из материалов,эквивалентных по строению и физико-механическим свойствам породным слоямгеологической колонки. На контактныхповерхностях испытываемых бачок раз 40мещают свободные концы рессорныхпластин 5, устанавливают верхнюю опору 2 и нагружают ее усилием Я гидравлической машины. После этого пуансоны (обозначены на фиг, 1 стрел 45ками) гидравлической машины размещают на концах рессорных пластин 5 иодновременно создают нагрузки 4,, (, ина соответствующ е балки, изгиоая их до момента излома у линии заделок АВ, При этомвеличину нагрузок 14 и 9 й т.д,получают расчетным путем и последовательно увеличивают ее на расчетнуювеличину сверху вниз. Приложениевозрастающих нагрузок к испытывае 55мым балкам обеспечивает получение расчетной величины стрелы прогиба и скорости деформирования каждой балки. Поставленная цель достигается тем, что нагрузку прикладывают одновременно к каждой балке пакета, причем нагрузка уменьшается снизу вверх.Устройство для осуществления спо соба включает опоры для, закрепления между ними пакета балок и источники нагрузок в виде плит и пуансонов гидравлических машин, которые взаимодействуют с верхней опорой и балками пакета, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, оно снабжено опорной стой" кой, рессорными пластинами, одни концы которых закреплены на опорной стойке, а вторые размещены на плоскостях контакта балок пакета и установлены с возможностью взаимодействия с пуансонами гидравлических машин.На чертеже представлена схема устройства.Устройство включает в себя нижнюю 1 и верхнюю 2 опоры, между которыми закреплен пакет 3 балок, имитирующий породные слои горного массива, верхняя опора взаимодействует с плитой гидравлической машины, а контактные плоскости каждой балки - с пуансонами через концы рессорных пластин 5, вторые концы которых закреплены на опорной стойке 6. Способ моделирования процесса сводообразования над подземными выработками, включающий закрепление пакета балок, имитирующего породные слои горного массива, между верхней и нижней опорами, изгиб и последующий излом балок пакета нагрузкой,. прикладываемой к каждой балке или к верхней балке с выносом и без выноса верхней опоры, о т л и ч а ю щ и й", я тем, что, с целью повышения тоЧ- ности изучения закономерности сводообразования за счет создания усло. вий моделирования, максимально приб лиженных к естественным, нагрузку прикладывают одновременно к каждой балке пакета, причем нагрузка умень шаетсяснизу вверх,2, Устройство для осуществления способа,по и. 1, включающее опоры для закреплениямежду ними пакета балок и источники нагрузок, выполненные в виде плит и пуансонов гидравлических машин, взаимодействующих с верхней опорой и балками пакета, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, оно снабжено опорной стойкой, рессорными пластинами, одни концы которых закреплены на опорной стойке, а вторыеСоставитель Л.ПрошинаТехред Т, Наточка Коррек С.Цома едактор Н.Р Подписноемитета СССРткрытийаб., д. 4/5 б 23ственного кообретений и5, Раушская аз 11907/ 47 ТиражВНИИПИ Госудапо делам и 35, Москва, Ж 4 иал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 5 89806 размещены на плоскостях контакта ба. лок пакета и. установлены с возможностью взаимодействия с пуансонами гидравлических машин.Источники информации, 6 принятые во внимание при экспертизе1. Герман А.П. Свод равновесия и оседание поверхности над горными вы-,1 6работками, Известия АН СССР, М 6, Отделение технических наук , 1952.,2, Борисов А.А, К определению нагрузки на крепь горизонтальных выработок при разработке угольных месторождений. Записки ЛГИ, т. 30, Ю 1."Углетехиэдат", 19 Я, с. 85- 103 прототип).