Способ измерения нагрузок на крепь горных выработок Советский патент 1983 года по МПК E21C39/00 

;

2. Способ по п. I,

отличаю- пульсов, измеряют суммарное перемещеи и с тем, что, с целью повышения ( ние фрикционного элемента, а затем меточности измерения, на фрикционный эпе-. мент воаудействуют серий ударных им1041686

няют направление ударных импульсов на гфотивоположное.

1. СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ НАГРУЗОК НА КРЕПЬ ГОРНЫХ ВЫРАБО. ТОК, основанный на измерении характерце-: тик перемещения фрикционного элемента устройств для измерения давления, уста новленного на крепь, отличающий с я тем, что, с целью упрощения измерений, измеряют величину пер лешения фросционного элемента, который перемещают путем воздействия на него калиброванным ударным импульсом, а нагрузку, действующую на крепь . вычисляют по формуле.. -энергия калиброванного ударного где W импульса; г -коэффициент трения скольжения; г I -перемещение фрикционного элемента.

Изобрвт«1ие относится к горному делу и предназначено для измерения нагруаок на конструкции крупи горных вы работок. Иавестек способ измерение нагрузок ; на крепь горных выработок, основанный ; на измереши характеристик перемещения клина, внедряемого между крепью и tj . Недостатком известного способа, является сложность выполнения измерений. Наиболее близким техническим решени ем к данкса у является способ иамерзшя нагрузок, основашый на измерении харак т истик перемещения фрикционного элемента устройства для измерения давления установленного на крепь 2}, Недостаток данного способа заключает ся в значительной сложности измерений, связанной с необходимостью приложения к фрикшюннсшу элементу значительных усилий. Цель изобретения - упрощение измерений. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу измереню нагрузок на крепь горных вьфаботок, основанному на измерении характеристик перемещения фрикционного элемшта для измерения давлш1ия, установленного на крепь, измеряют величину перемзцения фрикционного элемента, который перемгаддют путем во действия на него колиброванным ударным импульсом, а нагрузку, действующую на крепь вычисляют по формуле W HI - -2Я где W - энергия калиброванного ударног импульса; t - коэффициент трения скольжения; i - перемещение фрикционного элемента. Для, повышения точности измерения, на фрикционный элемент воздействуют сери ударных импульсов, измеряют суммарное перемещение фрикционного элемента, а затем меняют направление ударных импульсов на противоположное. На чертеже изображен элемент крепи с измерительным устройством. Способ осуществляаот следующим образом. . В горной выработке с внешней стороны элемента крепи I rvpvi ее возведении устанавливают динамометры, содержащие фрикционный элемент 2. Нагрузку на элемент крепи.Л измеряют следующим образом. На фрикционньтй элемент 2 динамометра воздействуют калиброванным ударньпу импульсом и зйставляют его переместиться, преодолевая силы сопротивления движению (силы трения). Затем измеряют перемещение 2 фрикционного элемента динамометра, которое пропорционально энергии W удара, равной работе сил трения F на том же перемещении. В соответствии с законом трения Кулона, силы трения F - прямо пропорциональны нормальному давлению W равному нагрузке жа крепь, F f N, где i - коэффициент трения скольжения. Приравнивая энергию ударного импульса работе диссипативных сил, вычисляют нагрузку на крепь по формуле -ш Учитывая аддитивное свойство работы, для повышения точности измерения нагрузки на крепь, на фрикционный элемент 2 динамометра воздействуют серией последовательных импульсов и измеряют суммарное переметцение фрикционного элемента на крепь вычисляют по формуле w,/2iE,), де W и - энергия i -того колиброванного ударного имI пульса и соответствующее ему перемещение фрикционного элемента; П - количество последовательных калиброван- ных ударных импульсов Определение нагрузки при необходимости многократно повторяют, периодически меняя направление ударных импульсов на противополонсное.

Калиброванные ударные импульсы, производят, например, с помощью пружинных ударников (типа молота Шмидта), с энергией удара поря.цка 10 Дж. Намерение. перемещений выполняют с точностью до ОД мм, например, штангенциркулем с нониусом. При действии на элемент крепи 1 нормальной нагрузки 5 кН ударный импульс с энергией 10 Дж при коэффициенте трения скольжения 0,25 вызывает

перемет ение 4у икционного элемента 2 динамометра на величину 4 мм, что позволяет достаточно точно (точность порядка 2-3%) и просто определить нагру зку на крепь прямыми измерениями перемещений.

Предлагаемый способ позволяет упростить и ускорить процесс измерения нагрузки на крепь горньпс выработок, поскольку резко упрсяцается я удешевляется конструкция динамометра и тзжмаи&е рической станции в целом, нагрузки можно произвоятъ в труднодоступных местах использования сложных н дефицитных измернтвпьвых инструментов, способ достаточно универсален и прнгоден для применения на рамных, , железобетонных и ftp. типах крепн подготовительных выработсж, а также для нншвадуальных и механиэнрованных крепев очистных забоев лав.