Стенд для исследования проявлений горного давления на моделях

Стенд для исследования проявлений горного давления на моделях

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СТЕНД ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЯВЛЕНИЙ ГОРНОГО ДАВЛЕНИЯ НА МОДЕЛЯХ, включающий основание, опорную раму с устаноЁленной в ней моделью, нагружающее устройство, установленное на модели, и пневмрбаллоны, расположенные между опорной рамой и Нагружающим устройством, отличающ и и с я тем, что, с целью повыше-. НИН точности исследований при моде .лировании наклонно и крутозгшегакяцих пластов, нагружающее устройство выполнено в виде треугольной , в нижней балке которой размещены подпружиненные поршни.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (П) . (5П Е 21 С 39/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

СЕ.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3436692/22-03 .(22) 11.05.82 . (46) 07.09.83. Бюл. Р 33 (72) В. A. Звездкин, Ф. Н. Воскобоев, Ф. П. Глушихин и В. Ф. Богомолов (71) Всесоюзный ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела, (53) 622.289(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 703660, кл. Е 21 С 33/00, 1976.

2. Ардашев К. A., шалыгин А. С.

Исследование на моделях влияния глубины на проявление горного давления при разработке мощных крутых пластов поперечно-наклонными слоями в восходящем порядке. Труды BHHNH, Л., 1964, 9 53, с. 120-130. (54) (.57) СТЕНД ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЯВЛЕНИИ ГОРНОГО ДАВЛЕНИЯ НА МОДЕЛЯХ, включающий основание, опорную раму . с установленной в ней моделью, нагружающее устройство, установленное на модели, и пневмобаллоны, расположенные между опорной рамой и Нагружающим.устройством, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повыше ния точности исследований при моделировании наклонно н крутозалегающих .пластов, нагружающее устройство выполнено в виде треугольной фйрмы, в нижней балке которой размещены

: подпружиненные поршни.

1040151

Изобретение относится к горному делу и предназначено для исследования проявлений горного давления на моделях.

Известен стенд для исследования проявлений горного давления на моделях, содержащий основание, каркас и нагрузочное устройство f1) .

Недостатком известного стенда является то, что он не позволяет моделировать проявления горного давления при обработке наклонных и крутых пластов.

Известен стенд для исследования проявлений ropHoro давления на моделях, включающий основание, опор- 15 ную раму с установленной в ней моделью, нагружающее устройство, установленное на модели, и пневмобаллоны, расположенные между опорной рамой и нагружающим устройством (21, 20

Недостатком данного стенда является низкая точность измерений при моделировании наклонно и крутозалегающих пластов, связанная с тем, что он не позволяет моделировать касательные усилия покрывающей толщи пород на пласт.

Цель изобретения — повышение точности исследований при моделировании наклонно и крутоэалегающих пластов.

Поставленная цель достигается тем, что в стенде, включающем основание, опорную раму с установленной, в ней моделью, нагружающее устройство, установленное на модели, и

35 пневмобаллоны, расположенные между опорной рамой и нагружающим устройством, нагружающее устройство выполнено в виде треугольной фермы, в нижней балке которой размещены под- 40 пружиненные поршни.

На фиг. 1 изображен стенД, общий вид, на фиг. 2 - узел f на фиг. 1.

Стенд включает основание 1, раму

2 с обоймой 3, поворотное устрой- 45 ство 4, пригружающее устройство, состоящее из треугольной фермы, выполненное из нижней балки 5, верхней балки б и стойки 7, жестко соединенных косынками 8, поршней 9, пружин 10, пневмобаллона 11 со штуцером 12, накладки 13 и винтовых домкратов 14.

Стенд работает следующим образом..

В обойму 3 закатывается из эквивалентного материала (например песчано-парафиновая смесь) модель 15.

Затем обойму 3 совместно моделью 15 и рамой 2 поворачивают устройством

4 на угол 6, соответствующий натурному углу залегания пласта. На откры-60 тую поверхность модели 15 устанавли-, вается пригружающее устройство в следующем порядке. Сначала ставится треугольная ферма, угол у которой между нижней 5 и верхней б балками 65 равен моделируемому углу (6 . В зазор между нижней балкой 5 и открытой поверхностью модели 15 устанавливаются поршни 9 с пружинами 10. Затем на верхнюю балку б укладывается пневмобаллон 11, накладка 13. В целом пригружающее устройство распирается между моделью 15 и рамой 2 винтовыми домкратами 14. Пневмобаллон 11 через штуцер 12 и редуктор (не показан) подсоединяется к баллону со сжатым газом, например азотом (не показан). Расчетная нагрузка от ве са немоделируемой толщи пород на модель 15 задается избыточным давлением газа в пневмобаллоне 11.

Избыточное давление в пневмобаллоне 11 создает равномерно распределенную нагрузку на верхнюю балку б треугольной фермы, которая нижней балкой 5 раскладывается за счет угла Ж на составляющие нормальные (М) и касательные (с).

Величина этих составляющих определяется по формуле о

N = )(HCOS С((. = HSI ï Ì р где — значение объемнОго, веса пород немоделируемой толщи, e - угол падения пласта, равный углу между верхней б и нижней 5 балками треугольной фермы, Н вЂ” высота немоделируемой толщи.

При этом поршни 9 (фиг. 2), расположенные в нижней балке фермы, сжимая пружины 10, жестко контакти-, руют с этой балкой. Через них происходит разложение на составляющие нормально распределенной нагрузки,. задаваемой пневмобаллоном 11, По мере отработки модели происходит деформация слоев моделируемой толщи пород, вызванная их подработкой. Это сопровождается снижением на них давления вышележащей немоделируемой толщи (эона нагрузки) и осуществляется следующим образом.

По мере деформации слоев модели потенциальной энергией сжатых пружин 10 поршни 9 выдвигаются из нижней балки 5 (фиг. 2), тем самым пригружая нормальной и касательной составляющими,подработанную часть модели. Потенциальная энергия сжатых пружин определяется весом подработанной немоделируемой толщи горных пород

Таким образом, предлагаемое пригружащее. устройство, имитирующее нормальную и касательную составляющие веса немоделируемой толщи пород, позволяет обеспечить соответствие геомеханических процессов, протекающих в модели и в натуре.

При этом соответствие сохраняется

: =1040151

Составитель A. Березкина

Редактор О. Черниченко Техред -И-;Гайду Корректор М. Демчнк

ФЭЙ ВВ В ю

Заказ б849/35 Тираж 603 . Подписное

ВНИИПИ Государственног(о комитета СССР по делам изобретений:И открытий

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

° юг юю ю юю

Филиал ППП "Патент", г; Ужгород, ул. Проектная, 4 как в подработанном, так и в неподработанном массивак

По сравнению с известным, пред-лагаемый стенд позволяет проводить (лабораторные исследования проявлений горного давления на крупномасштабных моделях в широких диапазонах по углу падения пласта и в глубине ведения горных работ.