Устройство для моделирования упрочнения массива горных пород скрепляющим составом

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН Ю 61) А 39/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ й. ч ай соеи вто нен 2. Устройство поп,1,о т л ию щ е е с я тем, что штоковаяпоршневая полости гидроцилиндрадинены соответственно с первымрым трехходовыми кранами, соединьжи с плунжерным насосом и с днажной магистралью, причем второтрехходовой кран соединен с дреной магистралью через параллельустановленные напорно-переливноклапан и проходной кран,йажо ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(72) В.В. Васильев, Б.Н,Попов-Толмачев и О.Е. Яценко1(71 ) Ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени ,институт горного дела им,А.А. Скочино кого(56) 1, Авторское свидетельство СССР 9 595506, клЕ 21 С 39/00, 1974.2. Друцко В.П. и др. Вопросы органиэации горнопроходческих работ, Сб.трудов ВНИИОМШ, вып.27 Харьков, 1979, с,6064.(54)(57) 1, УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ УПРОЧНЕНИЯ ИАССИВА ГОРНЫХ ПОРОД СКРЕПЛЯЛИ СОСТАВОИ, включающее модель трещиноватого массива горных пород иэ эквивалентного материала, двухстоечную станину с тра версой, емкость для жидкости с источником давления и систему трубопроводов для подачи жидкости в модель, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности моделирования, оно снабжено нагружавщим устройством в виде гидроцилиндра двойного действия, закрепленного на станине, и пружинного динамометра, закрепленного на штоке гидроцилиндра, подключенного к регулируемому источнику давления, а модель выполнена в виде двух плоских элементов с зазором между ними,. размещенных между траверсой н динамометром, причем плоский элемент, расположенный со стороны траверсы, выполнен со сквозным каналом, сообщающимся с зазором, а траверса - с каналом, посредством которого емкость для жкдкосты соединена через проходной клапан с каналом в.плоском элементе ичерез другой проходной клапан - с атмосферой.ОВИзобретение относится к лабораторному исследованию процесса укрепления углепородных массивов химическими скрепляющими составами.Известна модель трещиноватого горного массива, включающая два плос ких элемента с зазором между ними и установку для нагнетания жидкостиДанная модель не позволяет изучать процесс упрочпения горного мас сиза скрепляющими составами при изменяющемся во времени горном давлении.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для моделирования упрочне ния горных пород скрепля,щим соста- вом, включающее модель трещиноватого массива горных пород из эквивалентного материала, двухстоечную станину с траверсой, емкость для жид О кости с источником давления и систему труббпроводов для подачи жидкости в модель. Это устройство предназначена для сравнения прочности пород до и после их укрепления скрепляю щим составом,2 .Недостатком указанного устройства является низкая достоверность результатов, так как в нем при лоделировании не учитывается влияние изменяющегося во времени горного давленияЦель изобретения - повышение достоверности моделирования.указанная цель достигается тем, что устройство для моделирования упрочнения массива горных пород скрепляющим составом,включающее мас сив трещпноватого массива горных дород из эквивалентного материала, двухстоечную станину с траверсой, емкость для жидкости с источником давления и систему трубопроводов 45 для подачи жидкости в модель, снабжено нагружающим устройством в виде гидроцилиндра двойного действия, закрепленного на станине, и пружинного динамометра, закрепленного на штоке гидроцилиндра, подключенного к регулируемому источнику давления, а модель выполнена ввиде двух плос. ких элементов с зазором между ними, разлещенных между траверсой и динамометром, причем плоский элемент, Расположенный со стороны траверсы, выполнен со сквозным каналом, сообщающимся с зазором, а траверсас каналом, посредством которого емкость для жидкости соединена через 60 проходной клапан с каналом в плоском элементе и через другой проходной клапан - с атмосферой.Причесал штоковая и поршневая полости гидроцилиндра соединены соответственно с первым и вторым трехходовымикранами, соединенными с плунжернымнасосом и с дренажной магистралью,причем второй трехходовой кран,соединен с дренажной магистралью черезпараллельно установленные напорнопереливной клапан и проходной кран,На чертеже изображено. устройстводля моделирования упрочнения массива горных пород скрепляющим составом,Модель пласта с горизонтальнойтрещиной образована двумя плоскимиэлементами верхним 1 и нижним 2, про.кладкой 3, текстильной лентой 4 исодержит двухстоечную станину 5 страверсой 6,Верхний элемент 1 со сквозным отверстием с помощьювинта 7 укрепленв станине 5, а нижний элемент 2 укреплен с помощью винта 8 и планки 9 вподвижной опорной плите 10, котораячерез шарик 11 соединена с пружиннымдинамометром 12, имеющим шкалу 13.Пружинный динамометр 12 снабжен гидравлической системой управления степени сжатия пружин, состоящей изплунжерного насоса 14 и нагружающего домкрата 15. Итоковая и поршневая полости домкрата 15 с нагнетательной 15 и дренажной 17 магистраляминасоса 14 соединены посредством трехходовых кранов 18 и 19, при этомпоршневая полость с дренажной магистралью 17 соединена через параллельноустановленные проходной кран 20 инапорно-переливной клапан 21,Всасывающий патрубок насоса 14 идренажная магистраль 17 соединеныс баком 22, Плунжерный насос 14 снабжен приводом 23,Траверса 6 снабжена емкостью 24с крышкой 25 и выполнена с каналами,один из которых через игольчатыйпроходной клапан 26 соединяет емкость24 с отверстием в верхнем элементе1, а другой - емкость 24 через игольчатый прохоцной клапан 27 с атмосферой.Емкость 24 снабжена игольчатымпроходным клапаном 28 и посредствоммагистрали 29, проходного .крана 30и редуктора 31 соединена с баллоном32 сжатого газа,Между верхним элементом 1 и траверсой 6 установлена прокладка 33.Устройство работает следующпл образом,Между траверсой 6 и подвижнойплитой 10 устанавливают из испытуемой породы угля) верхний и нижнийэлементы 1 и 2. Верхний элемент 1укрепляют в станине с помощью винта7, а нижний элемент - в подвижнойплите с помощьв винта 8 и планки 9,Между элементами устанавливают прокладку 3 с поперечными канавкамина поверхностях, прилегающих к блокам,а стык перекрывают по периметрутекстильной лентой 4. С помощью насоса 14 и домкрата 15 через динамометр 12 сжимают элеиенты 1 и 2, контролируя усилие сжатия по шкале 13,Для заправки емкости 24 укрепляющил составом свинчивают крышку 25, 5 перекрывают каналы траверсы б игольчатыми клапанами 26 и 27 и магистраль 29 проходным краном 30.Приготовленный укрепляющий состав размещают в емкости 24, завинчивают 1 О крышку 25, открывают игольчатый клапан 26.После установки редуктора 31 на необходимое давление для эксперимента Открывают проходной кран 30, при этом 15 сжатым газом укрепляющий состав из емкости 24 вытесняется в зазор (трещину) между элементаии 1 и 2, При полном заполнении трещины укрепляющим составом, что определяется смачиванием текстильной ленты 4 по всему ,периметру, перекрывают канал игольчатым клапаном 26 и открывают, игольчатый клапан 27.Остаток укрепляющего состава сжатым газом выдавливается из емкости 2425 и каналов траверсы б в атмосферу.Затем перекрывают магистраль 29 проходным краном 30, открывают крышку 25, заливают в емкость 24 промывочную жидкость, закрывают крышку 25 и открывают проходной кран 30, при этоМ промывается от остатков укрепляющего состава емкость24 и каналы траверсы 6. Для моделирования нарастающего горного давления в пласте штоковую полость домкрата 15 с помощью трех- ходового крана 18 соединяют с дренажной магистралью 17, а поршневую полость - споиощью трехходового крана 19 соединяютс нагнетательной магистралью 16 и включают привод 23 насоса 14.Для моделирования убывающего горного .давления штоковую полость домкрата 15 соединяют с нагнетатель. ной магистралью 16, а поршневую полость при закрытом проходном кране 20 соединяют через напорно-переливной клапан 21 с дренажной магистралью 17.Скорость изменения моделируемого горного давления регугируется изменением числа оборотов электродвигателя привода 23 Проходной кран 20 служит для быстрой разгрузки динамометра 12 при извлечении скрепленных элементов 1 и 2 из станины и опорной плиты 10.Из скрепленных элементов 1 и 2 изготавливают образцы для их испы-тания на различные. виды деформацийПредлагаемая модель позволяет исследовать прочностные характеристики скрепляющих химических составов, отверждающихсяпри изменяющемся г 1 рном давлении, чо дает возможность изучить механизм укрепления пласта р условиях приближенных к натурным,1059183 Составитель И, НазаркинаРедактор С. Патрушева Техред,Л.Бабинец КорректорГ,Решетник ППП "Паг Проектная,4 г. Ужго ил Заказ 9777/33 Тираж 603 ВНИИПИ Государственного ком по делам изобретений и от 113035, Москва, Ж, Раушск