Способ определения зон разгрузкигорных выработок моделированием

Способ определения зон разгрузкигорных выработок моделированием

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(ц848689

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

-Ф (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 27.09.79 (21) 2845201/22-03 (5! )М. Кл.

Е 21Р 5/00 с присоединением заявки J%

Гоеудерстеенный кемнтет (23) Приоритет

Опубликовано 23.07.81.Бюллетень )чт 27

Дата опубликования описания 23.07.81

ho делам нзебретеннй н вткрытнй (53) УД К 622

° 81 7 (088.8) (7l) Заявитель

Донецкий ордена Трудового Красного Зтаменя политехнический институт Министерства высшего и среднего специального образования (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗОН РАЗГРУЗКИ ВОКРУГ

ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК МОДЕЛИРОВАНИЕМ

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для оценки влияния напряженного состояния горных пород на конфигурацию и размеры зоны разгрузкп вокруг контура гор5 ,ных выработок, в том числе и горных выработок, предводимых по выброссопасным горным породам.

Известен способ определения безопвзных зон разгрузки призабойной частя выбросоопасного угольного пласта, включающий поинтервальное, через 0,5 м буpease шнура 42-43 мм в направлении проведения выработки, измерение скорости

15 газовыделения не позже чем через 2 -3 мин после окончания бурения на каж,4 дом интервале бурения, при этом за размер безопасной эоны разгрузки принимают расстояние от груды забоя в глубину массива, на котором рост или постоянств во скорости газовыделения сменяются ве падением (lg, Недостатком данного способа явля2 с ется значительная трудоемкос:ть и повышенная опасность.

Известен также способ определения зон разгрузки вокруг контура горной вы- работки моделированием, включающий иэ» готсвление образца из эквивалентйых ма териалов, размещение образца в уст ройстве для моделирования, нагревание осевое нагружение образца, разделение образца на сечения, получение по каждому сечешпо картин полос напряжений поля риэационным методом и пересчет по ням напряжений образца методом подобия на; натуру j2$. о

Недостатком этого способа является сложность методики определения наприженнй.

Бель изобретения - упрощение способа определения напряжений.

Поставленная цель достигается тем, что образец выполняют с отверстием, имитирующим горную выработку, после нагревания покрывают поверхность образ

as, за исключением поверхности полости, 8689 4 ся в крышке 5 камеры 6 путем открытия крана 13 сосуда 14, укрепленного на штативе 15 так, что отверстие, иа которого вытекает водооттапкивающая жидкость,соосно с полостью 2 образца 1 .

После создания обьемно- напряженного состояния в попость 2 через отверстие

12 запивают водоотталкиваюшую жидкость (веретенное масло) в объеме 6-10 см

10 и модель выдерживают . под нагрузкой в течейие 10-3.2 ч. За это время весь фипьтрационный обьем вокруг полости 2 пропитывается маслом (водоотталкивающей, жидкостью). Размеры фипьтраци15 онного объема горных пород зависят от напряженного состояния, под которьм находится модель и определяю жя изопинией равных напряжений вокруг полости порядка

50 кгс/см . При этом . значении напря2О жений проницаемость горных пород практически равна нулю. Поэтому проникновение масла в обьем модели ограничивается изопинией напряжений порядка 50 кгс/см .

Размеры зоны разгрузки соответствуют размерам фипьтрационного объема модели под нагрузкой. После выдержки мод . ли под нагрузкой удаляют остатки масла из полости 2 с помощью ватного тампона и модель разгружают. Модель распили о вают по вертикальным плоскостям. Дпя предотвращенж испарения водоотталкиваюос- щей жидкости поверхность обильно смачивают водой, при этом объем, заполнен ный водоотталкнвающей жидкостью, не смачивается, и граница 16 его со смоченной поверхностью становится видна невооруженным глазом (фиг. 2). Произво дят зарисовку конфигурации этой грани- лы по отношению к контуру выработки 40 модепи полости 2 в масштабе модели.

Расстояние от контура полости 2 до границы 16 и будет размер зоны разгрузки в масштабе модели. Пользуясь известными уравнениями подобия пересчи45 тывают эти расстояния в натуру и получают искомые размеры зоны разгрузки вокруг контура горных выработок.

84 имитирующей горную выр аботку, водооттапкивающим составом, создают одновременно с осевым боковое нагружеwe образца, затем в полость, имитирую щую горную выработку" запивают водооттапкивающую жидкость, образец выдерживают во времени до полного заполнения парового обьема материала образца и по заполненному водоотталкивающей жидкостью объему образца устанавливают размеры и конфигурацию зоны разгрузки. . На фиг. 1 изображена установка для осуществления- способа определения зоны разгрузки вокруг контура горных выработок, на фиг. 2 - образец с полученной зоной разгрузки, разрез.

Способ осуществляют следующим образом.

Из керна горных пород, диаметром

76 мм отбирают образец длиной 140160 мм. Торцовые поверхности обрезают и сошпифовывают на плоскости, параллельные друг другу и перпендикупярные его оси. Дпина подготовленного образка 1 не превышает 120 мм, непараллельность—

0,1 мм по длине диаметра. Затем по och образца просверливают полость 2 диамет- ром 6 мм дпиной 70-80 мм, имитируюшую горную выработку. Модель помещают в сушильный шкаф и нагревают путем выдерживания при 105-115 С в течение

12-15 ч до полного высыхания. После

TBIBBHHH всю поверхнос1ь модели, за исключением поверхности полости, покрывают двумя — тремя слоями клея К-88 или

БФ-2.

К торцовой поверхности модели со стороны полости 2 (фиг. 1) приклеивают шайбу 3 соосно с полостью 2. Затем модепь прикпеюают к патрону 4, который соединен резьбой с крышкой 5 герметичной камеры 6. Всестороннее нагружение модели осуществляют путем осевого и бокового нагружения. Осевое давление (О„) создают подачей масла насосом

7 в камеру 6 под поршень 8 под давлением, Давление, создаваемое насссом, кон ролируют при помощи манометра . Подпятник 10 прижимается к модели 1 .

Боковое давление (8 Gg ) на модель l создают путем подачи в камеру 6 масла под давлением через патру бок 11 . Изменяя давление масла в камере 6 или под поршнем 8, создают обьемно-напряженное состояние по схеме

6.,), b = Ь . Водоотталкивающую жйдкость (веретенное масло) подают в полость 2 через отверстие 12, имеющееПрименение водоотталкивающей жидкос50 ти позволяет сразу же после разреза модели получить конфигурацию и размеры зоны разгрузки путем зарисовки или фотографирования объема, заполненного водоотталкивающей жидкостью. Такая noc5s ледоватепьность определения зоны разгрузки вокруг контура горной выработки упрощает методику измерений. За счет упрощения методики измерений сокраща5 848689 6 ется время определении зоны разгрузки . - доотталкивающим составал, создают одв 8-10 раз. повременно с осевым боковое нагружение формул а изобрел ения образца, затем в полость, имитируютую згрузки горную выработку, заливают водоотталкиСпособ определения зон разгру елиров а 5 Вающую жидкость образед выдерживают в руг гор ок ных выра оток модели включ ающий изготовление образпа во времени до полного заполнения пароение его в устройства для моделинаг евание, осевое нагружение . рования> нагревание, обьему образпа устанавливают размеры азделение образна на се1О и конфигурадию зоны раз рузни, чен ия получение по каждому сечению картин полос напряжений и пересчет по сточники о ма иим напряжен разда ме ий об д методом подобия,. принятые во внимание; при экспертизе на натуру, о т л и ч а ю щ и с и с я тем 1. Авторское свидетельство СССР ивль упрощении способа определе- ¹ 588389, кл. Е 21Г 5/Я), 1974. чч,о, с ивлью упрощении снос а образед выполняют с от 15, . 2. Борисенко С,Г. и Комский Е И, ния напряжения, щим горную выработку Расчет на прочность елемен тов блоков

Ф после нагревания покрывают поверхность при разработке рудных месторождений, Киев, -«Техника 1970, с, 9-20 (пролости, имитирующей горную выработку, во

848689

Составитель Г. Васючкова

Тех е Н. Баб ка . К екто Г. Назарова

P акто В анко

Филиал ППП «Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 6036/37 Тираж 463 Подпис ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1i 3035 Москва Ж-35 Раушская наб, д, 4/5