Способ создания модели горных пород из эквивалентных материалов

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ 914 А 1 С 39/00 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ ТЕЛЬСТ АВТОРСКОМУ С тел(53) Л.В,Старик ,Петренко 622,23 (08 Кузнецов Гвлений горн - М,: Недр ф,М,П,Нес.8)Н, и др, Изучениего давления на моде1959, с.124,(56 йро лях(54) СП ПОРОД И (57) Из НЫХ СОБ СОЗДАНИЯЭКВИВАПЕбретениечастно сттолщи гое достовщи горныхосле под НТНЫХ МАТЕРИАПОВ относится к горному к методам создания ных пород, Цель рности воспроизведепород сложной гипсоотовки эквивалентных моделейповышени я тол трии,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ О ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ РИ Гкнт ССО(71) Всесоюзный йаучно-исследоваьский и проектный институт гаурматериалов (ЗИповорачивают стенд в горизонтальное положение и устанав 1ливают на нем решетку 2 и размещение в ее щелях подвижные ножи 3, имеющие Форму моделируемой гипсометрии, На решетку 2 наносят слой матернапа, сни" жающий сцепление модели с поверхностью решетки 2, Затем в интервалы между ножами 3 укладывают слой ЭМ и уплотняют его в горизонтальной плоскости с помощью катка 6, Ножн 3 поднимают и проводят последовательную укладку и уппотнение слоев ЭМ до полного заполнения стенда, После этого удаляют из модели ножи 3 и в образовавшиеся щели вводят материал сни- р жающий сцепление слоев 7 по контактам 9, Стенд поворачивают в вертикальное.: положение и удаляют решетку 2. Модель подготовлена к испытаниям,С 1 табл., 2 ил.Изобретение относится к горномуделу, в частности к методам созданиямоделей горных пород, которые могутбыть использованы для изучения сдви 5жения горных пород при разработкеместорождений полезных ископаемых,Цель изобретения - повышение достоверности воспроизведения толщи гор"ных пород сложной гипсометрии 10На фиг,1 показан стенд для осу"ществления способа создания моделигорных пород из эквивалентных материалов; на фиг.2 - разрез А-А нафиг,1, 15Стенд, содержит поворотный механизм 1, рамную конструкцию (не показана), соединенную с поворотным меха низмом 1, решетку 2 со щелями, жесткие элементы (ножи) 3, .установленные 20с возможностью перемещения в щеляхрешетки 2, подъемный механизм 4, связанный с элементами 3, лист 5 карточа и каток 6 для уплотнения эквивалентного материала, 25На фиг,1 и 2 показаны моделируемыеслои .7, наносы 8 и контакты 9 междуслоями 7,Решетку 2 выполняют из металла, арасстояния между ее щелями выбраны 30исходя из структорного строений мо-.делируемой толщи пород и соответствуют константам слоев. Ширина каждойщели равна толщине подвижного элемента 3, 5Способ осуществляют следующим образом,По известной методике готовят эк. -вивалентный материал, Стенд поворайчивают поворотным механизмом 1 на 90 40в горизонтальное положение, Монтируют решетку 2 и подвижные элементы(кожи) 3, расстояния между которымисоответствуют высотам Ь с моделируемых слоев 7, Количество ножей 3 45соответствует количеству контактов,9 между слоями 7. Форма каждого ножа3 повторяет гипсометрию соответствующего. слоя 7, толщина ножа 3 можетизменяться в зависимости от решаемой 50задачи, Решетку 2 посыпают тонким слоем материала, уменьшающего ее сцепление с моделью, Лезвия ножей 3 располагают на уровне решетки 2, Одновременно поднимают ножи 3 на высоту,55меньшую высоты закатываемого слояЬ .Высота закатываемого слоя зависит от количества приготовленногоэквивалентного материала и числа укаток катком 6. Длина катка 6 равна высоте модели Ь. Эквивалентный материал укладывают в промежуток,между ножами 3, разравнивают ичерез картон 5 уплотняют (укатывают ) катком 6 в горизонтальной плоскости, В зависимости отгеологического разреза моделируемогомассива в соседние интервалы междуножами 3 может укладываться эквивалентный материал с различными физико.механическими свойствами,Затем устанавливают ножи 3 на высоту, меньшую высоты следующего закатываемого слоя Ь , и повторяютоперации до полной закатки всей ширины модели 1Затем демонтируют ножи 3, Дляуменьшения сцепления по контактам 9между слоями 7 сверху на модель насыпают ровным слоем молотую слюду, ав целях увеличения проникновения материала в образовавшиеся после удаления ножей 3 щели по контактам 9 используют компрессор соединенный срешеткой 2 и работающий на всасыва-,ние. Затем на слои 7 устанавливаютопалубку (не показана) и поворачивают стенд в вертикальное положение(позиция 11, фиг,1) . После снятияопалубки и решетки 2 модель готовадля эксперимента,П р и м е р, Цепь моделирования -определение высоты водозащитной толщи в сложных горногеологических условиях со сложной гипсометрией слоевприменительно к условиям калийногоместорождения,Для исследования применяют модельдлиной 50 м, шириной 0,3 м и высотой 2,0 м 9 имитирующую в масштабе1".200 всю толщу горных пород от пласта до земной поверхности, Геологический разрез месторождения получен(по данным разведочных скважин, В качестве эквивалентного материала применяют песчано-парафиновую смесь сдобавлением молотой слюды, Расчетные показатели механических свойствэквивалентных материалов определяютсяпо следующей формуле:1 мИ ищаЯфм 1 У НфЯм0,00357 Нн,где 1,1. - мощности слоев в моделии натуре соответственно.5 15591Данные о моделируемых породах иэквивалентных материалах приведеныв таблице.Стенд поворачивают в горизонталь 5ное положение. Прикрепляют решетку 2с подвижными ножами 3 к боковойстороне стенда,Слои модели имеют разную прочность, поэтому состав смеси приготавливают различным и по мере готовности помещают для временного храненияв термостат, так как температура смесей с парафиновым наполиителем передукаткой должна быть не менее 130 С, 15После приготовления всех смесейрешетку 2 посыпают слоем слюды, выдвигают ножи 3 и укладывают между ио(жами 3 соответственно моделируемойтолще приготовленный эквивалентныйматериал, Затем эквивалентный материал разравнивают опускают ножи 3на расстояние 4,7-4,9 см.от решетки2, так как объем приготовленного материала при его уплотнении должен 25составить 5 см по ширине модели,Сверху покрывают закатываемай слойлистом картона 5, устанавливают каток 6 и производят 30 полных укаток,После этого снимают каток б и картои 305, поднимают ножй 3 и повторяют укладку,эквивалентного материала до полного заполнения стенда.Затем демонтируют ножи 3 оставляя решетку 2. Сверху модель посыпают тонким слоем молотой слкды и дпяулучшения проникновения ее в образо-вавшиеся после удаления ножей 3 щели всасывают слюду компрессором, Чтобы слюда не высыпалась, решетку 3 . 40покрывают Фильтрующей тканью, Поокончании этой операции устанавливают верхнюю опалубку и поднимают мо 44 Бдель на 90 О в вертикальное положение,После этого опалубку и решетку 2 снимают, а модель готовят к экспериментупо известной методике,В результате проведенного испытания модели определяют высоту водозащитной толщи при сложной гипсометриислоев,Изобретение позволяет с высокойстепенью достоверности моделироватьсложную гипсьметрию слоев толщи иснизить трудоемкость создания модели, поскольку уменьшается количествозакатываеиых слоев,Формула из обре т енияСпособ создания модели горныхпород из эквивалентных материалов,включающий подготовку эквивалентных .материалов и последовательную укладку слоев эквивалентнь 1 х материалов наповоротном стенде,о т л и ч а ю щ и гс я тем, что, с целью повьппения дос"товерности воспроизведения толщи горных пород сложной гипсометрии, передукладкой слоев поворачивают стенд в,горизонтальное положение, наносят иаего горизонтальную поверхность слойматериала, снижающий сцепление моделис этой поверхностью, и устанавливаютна стенд жесткие подвижные элементы,имеющие Форму моделируемой гипсометрии, затем после укладкии последовательного уплотнения слоев в плоскостях сечения моделируемых вмещающих пород удаляют подвижные элементы,а в образовавшиеся на их месте щеливводят материал, снижающий сцеплениепород.по их контактам и возвращаютстенд в исходное вертикальное положение,1559144 Порода Показатели прочности пород в натуре Показатели прочности материала модели Состав смеси,3 Предел прочности,кг/см1 Объемный вес,Песок Пара"фин Объем"ный вес,3 мг/см З Предел прочности кг/смда на слатие на растякениеР.й на сна-. на ратие 6 тякениск.м,8 0,5 0 1,7 " 0,5 0,6 0,07 48176 8,3 85,5 10 92,9 5 266 1 Д1,1,7 908 87 О 94 5 орректор И,Муска ЗаВНИИПИ 82 П Тираж 39 писноеФи открытиям при ГКНТ ССб., д, 4/5 бретени Государственного комитета по из 113035, Москва, Ж,ка изводственно-издательский комбинат "11 атент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101 Покровная толща:мергель 2, 1 глинисты 11 доломит 2,4 гипс 2, 3 Солеиосная толща:каменнаясольсильвинитмергель Составитель В,Тальвойштор О, Голов ач Техред Л, Сердюкова 0 0,25 0 0,25 35 0,03