Устройство для определения механических свойств горных пород в массиве Советский патент 1983 года по МПК E21C39/00 

Изобретение относится к горному елу и предназначено для определения еханических свойств горных пород в ахтных условиях.

Известно устройство для определения механических свойств горных поод в массиве, включающее гидродомкраты, соединенные с насосом трубопроводами, плунже{%1, опорные плиты, реперы и приборы контроля Cl3Недостаток указанного устройства заключается в том, что оно не позвояет установить характер деформирования горных пород за пределом прочностк, . , .

Известно устройство для определе- 15 ния Механических свойств горных пород в массиве, содержащее гидродомкраты, корпуса которых снабжены внутренними упорными гайками, ступенчатые плунжеры с опорньоми пятами, опорные 20 плиты, размещенные между массивом и гидродомкратами, реперы, приборы контроля и насос, соединенный трубопроводом с гидродомкратами С21. :

Недостатком известного устройст- 25 ва является низкая точность определения механических характеристик горных пород в запредельной области, связ.анная с развитием пластических деформаий массива при его циклическом нагру-ър ении.

Цель изобретения - повышение точности определения механических характеристик горных пород.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем гидроомкраты, корпуса которых снабжены внутренними упорными гайками, ступенчатые плунжеры с опорны пятами, опорные плиты, размещенные между мас- О сивом и гидфодо1кратами, реперы, приборы контроля и насос, соединенный трубопроводами с гидродомкратами, корпус гидродомкрата снабжен наружной силовой гайкой с окнами, которая ус- 45 тановлена с возможностью взаимодействия с опорной пятой плунжера, а в надплунжерной полости между корпусом гидродомкрата и плунжером размещена пружина.50

На фиг.1 изображена монтажная схема устройства в горной выработке, на фиг.2 - силовой домкрат, обШЯ вид.

Устройство содержит гидоавлические домкраты 1 (фиг.1), установленньле на опорных плитах 2, соединенные между собой и с насосом 3 трубопроводами 4 и 5, вентиль 6, служащий для сброса давления из полости гидродомкратов, Давление в гидросистеме контролирует-60 ся манометром 7, а измерейие продольных и поперечных деформаций испытываемой призмы горной породы 8 осуществляется комплектом реперов 9 с индикаторами часового типа 10. 65

Гидравлический домкрат состоит из корпуса 11 (фиг. 2). На наружной поверхности которого установлена силовая гайка 12, а внутри размещен плунжер 13, пружина 14, упорная гайка 15 и съемная крышка 16, а на сферическом конце плунжера 13 установлена опорная пята 17, На буртике гайки 15 и гидродомкрата 11 по окружности через равтле промежутки нанесены риски 18 и 19 для установки необходимого зазора 41 перемещения плунжера 13, Для обеспечения доступа к упорной гайке 15, гайка 12 имеет три симметрично расположенных окна 20.

Устройство работает следующим образом. .

После завершения подготовительных работ по изготовлению образца-призмы в горном массиве, монтажа устройства и установки реперов нагнетанием рабочей жидкости под давлением в подплунжбрную полость гидродомкратов, производят начальное обжатие массива напряжениями 3-5% от разрушающих для улучшения контакта опорных плит с испытываемьм материалом, после чего производится сброс давления до нуля.

Упорной гайкой 15 на всех дкэмкратах устанавливаются равные зазоры ((1мг. 2) хода плунжера 13 и насосом 3 (фиг.1| по трубопроводам 4 и 5 производится нагнетание под давлением рабочей жидкости в подплунжерную полост гидродомкратов, плунжер 13 (фиг,2 ) , перемещается вверх на величину л и упирается в нижний конец, гайки 15, о чем свидетельствует резкий рост давления в гидросистеме, контролируемой манометром 7, снимают показания индикаторов 10, гайку 12 подтягивают до упора в пяту 17 и .вентилем 6 производят сброс давления до нуля.

При этом пружина 14 осуществляет возврат плунжера 13 в первоначальное положение и производит разгрузку гайки 15, что позволяет свободно вращать ее вручную через окно 20,

Гайкой. 15 устанавливают новый фиксированный зазор 2 хода плунжера 13 и весь цикл работы повторяется.

Таким образом, производя фиксированное нагружение массива плунжером 13 и предупреждая разгрузку его гайкой 12, получаем полную механическую характеристику горной породы в координатах напряжение-деформация. 5 При использовании для получения exaничecкиx характеристик массива H3BiecTHoro устройства остаточная прочность и модуль спада горных пород получаются приближенными, поскольку сказывается явление наклеп, с получением более точных запредельных характеристик можно снизить нагрузку на крепь еще примерно, на 2%, при этом расход крепи также сократится на 2%..

f

Of)

Jft

М «

из

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ГОРНЫХ ПОРОД В МАССИВЕ, содержащее гидродомкраты, корпуса которых снабжены внутренними упорными гайками, ступенчатые плунжеры с опорными пятами, опорные плиты, размещенные между массивом и гидродомкратаьт, реперы, прибоЕ« контроля и насос, соединенный трубопроводами с гидродомкратами, отличающее с я тем, что, с целью повыщения точности определения механических характеристик горных пород, корпус гидродокмрата снабжен наружной силовой гайкой с окнами, которая установлена с возможностью взаимодейстВИЯ с опорной пятой плунжера, а в Я надплунжерной полости между корпусом гидродомкрата и плунжером размещена пружина.