Устройство для моделирования внезапных выбросов

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик и 939782 л ии(61) Дополнительное к авт. сеид-ву(22) Заявлено 171280 (21) 3219512/22-03с присоединением заявки МВ "(23) ПриоритетОпубликовано 300 б 82. Бюллетень Мо 24 Р 1 М Кз Е 21 Г 5/00 Государственивй комитет СССР по делам изобретений и открытийДата опубликования описания 300682 Б.С,Маевский, М,И.Большинский, ВБелоусов, Р,П.Сербии и Т.В.Горбанина(72) Авторы изобретенияосударственный макеевский научно-иееянститут по безопасности работ в горной промышленност) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МО ВЫБРОСЕЛИРОВАВ ЗАПНЫ ва от ну эо Изобретение относится к горному делу, а именно к механике горных по род, и может быть использовано для изучения склонности горных пород к газодинамическим проявлениям.Известно устройство для моделиро вания внезапных выбросов, включающее матрицу с установленной моделью угольного пласта, пресс, создающий давление на модель, аппаратуру для создания постоянного фильтрационного потока газа и регистрирующие приборы, при этом матрица снабжена откидной стенкой, позволяющей мгновенно переводить модель из объемного равномерного сжатия в напряженное состояние, характерное для приэабойной части пласта 1 .Недостатками устройства являются сложность герметизации матрицы прямо угольного сечения, необходимость использования модели горной породы определенной конфигурации и проведение моделирования только в условиях равномерного сжатия.Известно устройство для моделирония выбросов, включающее цилиндр с верстиями для подачи газа, мембраразрушающуезся под действием гавого давления, и образец. В заданный момент времени под действием давления газа мембрана прорывается с образованием ударной волны, образец высвобождает накопленную энергию в направлении, обратном распределению.волны разряжения, при этом массовая скорость частиц превышает критическую скорость на отрыв, в результате чего образец разрушается).Недостатками устройства являютсяневозможность регулирования скорости разгрузки и создание неравнокомпонент ного поля напряжений.Цель изобретения - повышение точности и достоверности результатов исследований при проведении экспериментов в условиях неравномерного сжатияобразцов.Указанная цель достигается тем,что в цилиндрическом корпусе размещены поршень с подпятником в виде шаровой опоры и крышка с камерой, с нижней стороны которой герметично зак- реплен образец, а с верхней стороны размещена мембрана из хрупкоразрушающегося материала, например оргстек" ла, при этом в камере между образцом и мембраной установлена регулировочная перфорированная шайба с отверсти- ЗО ями, часть которых перекрыта ттробка 939782ми, причем камера крышки и подпоршневая камера снабжена патрубками высокого давления.На чертеже приведено устройстводля моделирования внезапных выбросов.Устройство включает корпус 1, крыш Ыу 2, поршень 3, шаровую опору 4,стакан 5 для крепления образца,образец б, мембрану 7, перфорированную шайбу 8, пробку 9, зажимную гайку 10, камеру 11 в крышке, камеру12 в корпусе подпоршневую камеру 13,стяжной болт 14, датчик 15 давления,штуцера 16-18 ввода высокого давления ,кольцо 19 герметизатора, слой20 клея, уплотнительное кольцо 21, 15изолирующие прокладки 22 и 23.Устройство работает следующимобразом,Образец 6 приклеивается слоем 20клея, например БФ, к станку 5, 20который затем ввинчивается в крышкудо упора уплотнительного кольца 21,перекрывающего сообщение газа междукамерами 11 и 12. Затем с помощьюболтов 14 состыковываются верхняя 25и нижняя части камер, которые посредством герметизирующей прокладки19 изолируются от атмосйеры. В крышке размещают изолирующую прокладку22, сверху которой последовательнонакладывают перфорированную шайбу 8,изолирующую прокладку 23 и мембрану7, зажимной гайкой 10 уплотняютпрокладки 22 и 23. Создают давлениеж)дкости в камере 13 через ввод 16высокого давления, Перемещающийся приэтом поршень 3 через шаровую опору4 передает нагрузку на торец образцаб, обеспечивая первую из компонентовполя напряжений. Через ввод 17 в камеру корпуса 12 подается газ и .одновременно производится насыщение образца газом и его нагружение, - чтообеспечивает вторую компоненту полянапряжений. Через ввод 18 производятподачу газа в камеру крышки под давлением, заданным в данном эксперименте, чем обеспечивается создание третьей компоненты нагрузки на образец.При достижении в камере 11 критического давления, совпадающего по 50величине с пределом разрушения мембраны 7, последняя разрушается и создает условия для истечения газа из камеры 11 со скоростью, определяемойколичеством перекрытых пробками 9отверстий в перфорированной шайбе 8.Скорость истечения газа иэ камеры 11определяется скоростью разгрузки торцовой поверхности образца.Варьируя величинами прикладываемых компонент напряжений и скоростьюразгрузки, определяют параметры устойчивого разрушения торцовой поверхности образца со стороны камеры 11,моделируя условия проявления внезапных выбросов,Предлагаемое устройство может бытьиспользовано для изучения влияниянапряженно-деформированного, газодинамического состояний и скорости ихизменения на склонность горных породк самопроизвольному разрушении приразгрузке при параметрах, близкихк естественным в горных породах.Формула изобретенияУстройство для моделирования внезапных выбросов, включающее цилиндрический корпус с отверстием для подачи газа, мембрану, разрушающуюсяпод действием газового давления, иобразец, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения точности идостоверности результатов исследований при проведении экспериментов вусловиях неравномерного сжатия об-.разцов. В цилиндрическом корпусе размешены поршень с подпятником в видешаровой опоры и крышка с камерой,с нижней стороны которой герметичнозакреплен образец, а с верхней стороны размещена мембрана из хрупкоразрушающегося материала, например оргстекла, при этом в камере между образ.цом и мембраной установлена регулировочная перФорированная шайба с отверстиями, часть которых перекрытапробками, причем камера крышки и подпоршневая камера снабжены патрубкамивысокого давления.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Ходат В.В. Внезапные выбросыугля и газа. М " Недра", 1961.2. Проблема разрушения горных пород взрывом, Под ред.Мельникова Н.В.М., "Недра", 1967 с.26 (прототип)..939782 ь Г.Ва Тепер кова Корректор В, Бутяг илиал ППП "Патент", г.ужгород,ул.Проектная, 4 Составитактор А.Лежнина Техред каз 4626/52 Тираж 470 ВНИИПИ Государственного ко по делам изобретений и 113035,Москва,Л,Раушск