Стенд для моделирования горного давления при упрочнении модели горных пород скрепляющим составом

(51) ЗСГЮ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ е свидетельство СССРЕ 21 С 39/00, 1982. свидетельство СССР Е 21 С 39/00,. 1971.(56) Авторск У 1051983, кАвторское У 554408, кл Фиг / ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) СТЕНД ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ГОРНОГОДАВЛЕНИЯ ПРИ УПРОЧНЕНИИ МОДЕЛИ ГОРНЫХПОРОД СКРЕПЛЯЮЩИМ СОСТАВОМ(57) Изобретение относится к лабораторным исследованиям процесса упрочнения углепородных массивов. Цельизобретения - повьппение достоверностимоделирования. Стенд содержит модельтрещиноватого горного массива в видедвух плоских элементов (ПЭ) 3 и 4 изэквивалентного материапа с зазороммежду ними, станину 1, захваты 9 и 1133 для ПЭ 3 и 4 и узлы регистрации деформаций и нагрузки. Механизм 2 нагружения выполнен в виде шарнирного четырехзвенника. Он состоит из стойки5, жестко соединенной со станиной 1, коромысла 6, параллельного стойке 5, ,двух параллельных балансиров (Б) 7 и 8, связанных с захватами 9 и 10 . Причем Б 7 соединен с захватом 9 жес. тко и имеет винтовые стержни 14 и 15 с подвижными грузами 16 и 17, консольно выступающими во внешние противоположные стороны четырехзвенника, а Б 8 соединен с захватом 10 с возможностью смещения и жесткои фиксации на нем захвата 10, Для моделирования горного давления в ниде сдвига и 5697растяжения Б 7 отклоняют вверх, а ввиде сдвига со сжатием - Б 7 отклоняют вниз. Степень отклонения Б 7 задается из условия соотношения деформаций сдвига и растяжения (сжатия). Длямоделирования модели трещиноватогомассива горных пород поднимают Б 8,а ПЭ 3 и 4 вставляют до упора в захваты 9 и 10 и жестко закрепляют вних. Захват 10 освобождают от фиксации, и Б 8 соединяют со стойкой 5.Затем захват 10 смещают в сторону захвата 9 до плотного прилегания ПЭ 3и 4, и фиксируют это положение. Длявведения скрепляющего состава Б 8поднимают, а затем на ПЭ 3 наносятсостав. 4 ил, Изобретение относится к лаборатор-,ному исследованию процесса упрочненияуглепородных массивов химическимискрепляющими составами.Б Целью изобретения является повышение достоверности моделирования.На фиг.1 изображен стенд для моделирования горного давления; на фиг.2 - 10 разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - схема нагружения и вид деформаций при моделировании горного давления в виде совместно действующих растяжения и сдвига, на фиг.4 - схема нагружения 1 б и вид деформаций при моделировании горного давления в виде совместно действующих сжатия и сдвига., Стенд состоит из станины 1, механизма 2 нагружения и модЕли трещино ватого массива горных пород, включающей два плоских элемента 3 и 4 из эквивалентного материала. Механизм 2 нагружения выполнен в виде шарнирного четырехзвенника, состоящего из жестко 25 соединенной со станиной 1 стойки 5 параллельного с ней коромысла 6 и двух параллельных балансиров 7 и 8, на которых установлены винтовые захваты 9 и 10 для плоских элементов 3 з 0 и 4 модели трещиноватого массива горных пород Захват 9 с балансиром 7 соединен жестко, а захват 10 с балансиром 8 соединен с возможностью смещения вдоль него и жесткой фиксациина нем с помощью зажима 11. Захват 10снабжен микрометрическим винтом 12 сошкалой 13 для поперечного смещенияего относительно балансира 8, Концыбалансираснабжены консольно выступающими во внешнюю сторону четырехзвенника винтовыми стержнями 14 и 15с подвижными грузами 16 и 17, а самчетырехзвенник - шкалой 18 отклонениябалансирови 8 от горизонтальногоположения, винтовым регулируемым повысоте упором 19, индикаторами положения 20 и 21, установленными с возможностью регистрации деформаций растяжения, сжатия и сдвига в моделитрещиноватого массива горных пород.Индикаторы 20 и 21 положения с помощью держателей 22 и 23 жестко соединены с балансиром 7,. Для передачи наиндикаторы 20 и 21 положения величиндеформации модели трещиноватого массива горных пород на балансире 8жестко закреплен кулак 24. Винтовойупор 19 вмонтирован в кронштейн 25,жестко соединенный со стойкой 5. Балансир 8 со стойкой 5 соединен посредством пальца 26. Шкала 18 жесткосоединена со станиной 5 через кронштейн 27. Груз 17 снабжен шкалой 28с градуировкой усилий на плече плоских элементов 3 и 4,313356Стенд работает следующим образом.Для моделирования горного давления в виде совместно действующих сдвига и растяжения конец балансира 7 откло 5 няют вверх от нуля шкалы 18. Д 1.я моделирования горного давления в виде сдвига с сжатием конец балансира 7 отклоняют вниз от нуля шкалы 18. Степень отклонения балансира 7 задается 1 О из условия соотношения деформаций сдвига и растяжения (сжатия) . Четы-рыхзвенник должен быть уравновешен грузом 16, при этом груз 17 должен находиться в положении "0" шкалы 28, Отклонение балансира 7 фиксируют винтовым упором 19, подводя его под коромысло 6.Для сборки модели трещиноватого массива горных пород выводят из ба-.О лансира 8 и стойки 5 палец 26, а затем освободившийся конец балансира 8 поднимаютПлоские элементы 3 и 4 из эквивалентного материала вставляют до упора в винтовые захваты 9 и 10 и 25 жестко закрепляют в них. Захват 10 освобождают от фиксации винтовым зажимом 11 и балансир 8 соединяют со стойкой 5 посредством пальца 26. Захват 10 смещают в сторону захвата 9 до плотного прилегания плоских элементов 3 и 4 и это его положение фиксируют винтовым зажимом 11, при этом микрометрический винт 12 ввинчивают до упора в балансир и регистрируют35 его положение на шкале 13. После этого освобождают от фиксации винтовым зажимом 11 захват 10 и отводят его от захвата 9 микрометрическим винтом 12 до образования между плоскими эле ментами 3 и 4 заданного зазора, который отсчитывают по шкале 13.Для введения скрепляющего состава в зазор между плоскими элементами 3 и 4 выводят из балансира 8 и стойки 5 45 палец 26 и освободившийся конец балансира 8 поднимают, а затем на плоский элемент 3 наносят скрепляющий состав и балансир 8 с помощью пальца 26 соединяют со стойкой 5, при этом из 50 лишний скрепляющий состав, выдавленный из зазора между элементами 3 и 4, удаляют. Шкалы индикаторов 20 и 21 выставляют на "0".В таком положении стенд готов для моделирования изменяющегося горного давления при упрочнении модели массива горных пород скрепляющим составом. Моделирование деформаций и горного 97давления в массиве производят с помощью механизма 2 нагружения и груза 17, который при опущенном винтовом упоре 19 в соответствии с программой нагружения периодически смещают вдоль винтового стержня 15. Показания деформаций и усилий нагружений снимают с индикаторов 20 и 21 положения и со шкалы 28. Деформации растяжения и сжатия показывает индикатор 21 положения, а сдвига - индикатор 20 положения,При моделировании горного давления в виде совместно действующих растяжения и сдвига (фиг,3) балансир 7 под действием силы Р, изменяет угол отклонения от горизонтали с м., на Ы при этом расстояние по нормали между балансирами 7 и 8 увеличивается на дЬ =Ь -Ь.Плоские элементы 3 и 4 в винтовых захватах 9 и 10 закреплены жестко и поэтому величина изменения расстояния по нормали между балансирами 7 и 8 является также абсолютной деформацией растяжения скрепляющего состава в зазоре между плоскими элементами 3 и 4.Абсолютная деформация сдвига по скрепляющему составу равна Я.При моделировании горного давления в виде совместно действующих сжатия и сдвига (фиг.4) балансир 7 под действием силы Р изменяет угол отклонения от горизонтали с с на а, при этом расстояние по нормали между балансирами 7 и 8 уменьшается на 4 Ь = Ьэ - Ь . В этом случае абсолютная деформация сжатия скрепляющего ссстава в зазоре между плоскими элементами 3 и 4 41, = ьЬ, = 1 - 1, а абсолютная деформация сдвига по скрепляющему составу равна Б. После отверждения скрепляющего состава в зазоре между плоскими элементами 3 и 4 образуется модель упрочненного массива горных пород, которую извлекают из стенда и испытывают на различные виды деформации. Формула изобретения Стенд для моделирования горного давления при упрочнении модели горных пород скрепляющим составом, включающий модель трещиноватого горного массива в виде двух плоских элементов из эквивалентного материала с зазо 13356976ром между ними, Станину, захваты для параллельных балансиров, связанных с плоских элементов, механизм нагруже- захватами для плоских элементов модения и узлы регистрации деформаций и ли, один из балансиров снабжен виннагруэки, о т л и ч а ю щ и й с я товыми стержнями с подвижными груза 5тем, что, с целью повышения достовер- ми, консольно выступающими во внешние ности моделирования, механизм нагру- противоположные стороны четырехзвенжения выполнен в виде шарнирного че- ника, и соединен с захватом жестко, тырехэвенника, состоящего из стойки, а другой балансир соединен с захватом жестко соединенной со станиной, ко О с возможностью смещения и жесткой ромысла, параллельного стойке, двух фиксации на нем захвата.1335 б 97 Составитель И.ФомичевТехред Л.Сердюкова рректор В.Бутя актор Г.Гербер аказ 4029/29 Тираж 454 ВНИИПИ Государственно по делам изобретении 113035, Иосква, Ж - 35, Расное еское предприятие, г. Ужгород, ул ктна оизводственно-поли комитета СССи открытийская наб., д,