Стенд для моделирования сдвижений горных пород при закладке выработанного пространства

Стенд для моделирования сдвижений горных пород при закладке выработанного пространства

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. СТЕНД ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ СДВИЖЕНИЙ ГОРНЫХ ПОРОД ПРИ ЗАКЛАДКЕ ВЫРАБОТАННОГО ПРОСТРАНСТВА, содержащий упругое основание, выполненное из отдельных балочек и опорных призм, и опорную раму, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности имитации выемки пласта 8 /воспроизведением реакции закладочного массива, опорные призмы выполнены подвижными в вертикальной плоскости относиi тельно рамы, которая снабжена податливыми элементами, установленными с зазором между ними и балочками упругого основания. (Л CZ ю 1C

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

35П Е 21 с 39 00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3385276/23-03 (22) 04.12.81 (46) 07.04.83. Бюл. 9 13 (72) А.С. Ведяшкин и С.К. Магрупов (71) Всесоюзный ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследова- тельский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела (53) 622.235(088.8) (56) 1. Козлов В.П. Сб. "Надшахтное строительство"., Донецк, ДонНИИ, 1961, Р 2, с. 42.

2. Козина А.М. Методическое руководство по формовке и отработке крупномасштабных моделей из эквивалентных материалов. М., 1975,с. 27.

„.у)„„ I 010272 (54) (57) 1. СТЕНД ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ

СДВИЖЕНИЙ ГОРНЫХ ПОРОД ПРИ ЗАКЛАДКЕ

ВЫРАБОТАННОГО ПРОСТРАНСТВА, содержащий упругое основание, выполненное из отдельных балочек и опорных призм, и опорную раму, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью обеспечения возможности имитации выемки пласта с:воспроизведением реакции закладочного массива, опорные призмы выполнены подвижными в вертикальной плоскости относи тельно рамы, которая снабжена податливыми элементами, установленными с зазором между ними и балочками упругого основания.

1010272

2. Стенд по п. 1,, т л и ч а— ю шийся тем, что зазор между балочками и податливыми элементами

Изобретение относится к горной промышленности и предназначается для моделирования сдвижений при ведении гоцных работ с закладкой выработанного пространства. Изобретение может быть преимущественно использовано в угольной и горнорудной промышленности для исследования влияния закладки на развитие деформаций подработанной толщи горных пород и земной пбверхности.

Известен плоский горизонтальный стенд, подвижное основание которого состоит из отдельных пластинсекций. Каждая секция, независимо от других секций, перемещается по вертикали одним винтовым домкратом, закрепленным в неподвижном дне стенда 1 .

Однако такой стенд не позволяет моделировать сдвижение горных пород при отработке пласта с закладкой выработанного пространства.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности явля ется плоский горизонтальный стенд, основами которого состоит из .отдельных упругих балочек, свободно лежащих на опорных призмах, жестко закрепленных на несущей раме 2 ).

Недостатком известного стенда является то, что само основание не позволяет имитировать выемку пласта и воспроизводить реакцию закладочного массива. Очистные работы на таком стенде имитируются путем циклической выемки слоя модели, воспроизводящего угольный пласт.

При имитации работ с закладкой на место вынутого слоя необходимо вводить (тоже цикли. но ) слой из податливого материала, деформация которого под нагрузкой должна (c учетом масштаба моделирования ) соответствовать усадке закладочного массива под давлением от веса пород покрывающей толщи.

Цель изобретения - обеспечение возможности имитации выемки пласта с воспроизведением реакции закладочного массива.

Указанная цель достигается тем, что в стенде для моделирования сдвижений горных пород при закладке выработанного пространства, содержащем упругое основание, выполненное иэ отдельных балочек и равен в масштабе модели величине конвергенции до возведения закладочного массива. опорных призм, и опорную раму, опорные призмы выполнены подвижными в вертикальной плоскости относительно рамы, которая снабжена податливы" ми элементами,. установленными с заэором между ними и балочками упругого основания.

Прн этом зазор между балочками и податливыми элементами равен в масштабе модели величине конвергенции до возведения закладочного массива.

На фиг. 1 изображен фрагмент предлагаемого стенда; на фиг. 2 разрез A-А на фиг. 1; на фиг. 3 тарировочные графики.

Стенд содержит отдельные упругие балочки 1 (фиг. 1 и 2),опирающиеся по краям на опорные призмы 2, выполненные с направляющими 3, которые опираются на винты 4. Винты

4 крепятся к опорной раме 5 с помощью швеллерной балки 6, имеющей отверстия 7 для направляющих 3.

На опорной раме 5 закреплены податливые элементы 8 и втулка 9 с винтом 10 для крепления индикатора 11 часового типа. Стержень .12 одним кольцом жестко закреплен на балочке 1, другим упирается в нож30 ку индикатора 11. Зазор 13 между балочкой 1 и податливым элементом 8 равен в масштабе величине конвергенции до воздействия нагрузки на закладочный массив. Сечение балочек 1 и положение податливых элементов 8 на опорной раме 5 выбирают таким образом, чтобы изгиб балочек 1 при опирании на податливые элементы 8 был несущественным.

Пример. Перед закладкой модели 14 на стенде (фиг. 1 и 2 ) упругие балочки 1 тарируются под нагрузкой двояко: при опирании на призмы 2, при опирании на податливые элементы 8. По данным тарировок

45 строятся графики в координатах: прогиб балочек — дХ, давление — P (отрезок OA на фиг. 3) и опуска. ние балочек — Ckf, давление — Р(кривая ВС на фиг. 3). Величину зазора

50 13 (фиг. 2) с помощью винтов 4 устанавливают такой, что она в масштабе равна величине конвергенции до воздействия на закладочный массив давления .от веса пород кров55 ли, котоРая по данным натурным на1010272

4-4 блюдений складывается из сближений почвы-кровли в зоне опорного давления — h (фиг. 3), в призабойной зоне †.h„, и в выработанном пространстве за счет неполноты его заложения = h2, Имитация выемки пласта производится следующим образом:

При опускании посредством винтов 4 опорных призм 2 на величину более hp + h + h + h (фиг.2), балочка 1 свободно ложится на податливые элементы 8. В дальнейшем балочки 1 передают давление от веса пород опускающейся кровли на податливые элементы 8, закономерность деформирования которых ана-, логична компрессионной кривой закладочного массива в натуре. Последовательное опускание балочек 1 моделирует подвигание очистного забоя. При этом по прогибу балочек 1, опирающихся на опорные призмы 2, по тарировочному графику (ОА фиг. 3) определяют величину опорного давления, а по величине опускания балочек .1, опирающихся на податливые элементы 8, находят .(по графику ВС(фиг. 3) величину давления на закладочный массив и по полученным результатам строят график давления (фиг. 1). Податливые элементы 8 (фиг.1) могут быть выполнены из упругого или,вязко-пластического материала. В первом случае деформирование элемента 8 в виде кривой ВС (фиг. 3) достигается за счет увеличения площади кон-, такта элемента 8 с балочкой 1 по мере возрастания давления, например при выполнении элемента в виде шарового сегмента (фиг. 1 и 2).

Преимуществом предлагаемого устройства является обеспечение воз" можности имитации выемки пласта с воспроизведением реакции закладочного массива. В то время как в известном стенде основание позволяет

10 только измерять давление на почву пласта.

Использование предлагаЕмого устройства позволит ускорить проведение и повысить .эффективность иссле 5 дований по установлению влияния параметров закЛадочных работ на деформирование подработанной толщи, поскольку становится возможным моделирование в масштабах 1:100

1г200 .всей толщи горных .пород вплоть до земной поверхности.

Экономический эффект от использования предлагаемого устройства заключается в снижении затрат на проведение натурных наблюдений, достигающих в настоящее время около 5 тыс,руб. в год путем частичной их замены лабораторными экспериментами.

Изобретение предполагается исЗ пользовать при проведении лабораторных экспериментов, являющихся составной частью комплексных исследований, направленных на разработку рекомендаций по применению закладки

35 для охраны сооружений в угольных бассейнах страны..

101 02 72

Составитель Л. Березкина

Редактор В. Иванова Техред Л .Пекарь

Корректор A. Повх

Подписное

Филиал ППП "Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 2432/20 Тираж 601

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5