Состав для изготовления моделей при определении напряженного состояния массива горных пород на эквивалентных материалах Советский патент 1985 года по МПК E21C39/00 

:о

00

&о

QD

Изобретение относится к горному делу и подземному строительству, а более конкретно к определению напряженного состояния массива горных пород в окрестности горных выработок на эквивалентных материалах. Известны составы для изготовления моделей при определении напряженного состояния горных пород на эквивалент ных материалах, содержащие наполнитель (кварцевый песок) и связующее (парафин, смолу, мел и т.п.) и 2 Недостатки известных составов заключаются в том, что разрушение ма териала происходит при деформации, намного меньшей предельных деформаций пластичных пород, тогда как в со ответствии с теорией подобия между ними должно быть равенство; разрушение материала при сжатии сопровождается быстрой разгрузкой (быстрым сни жением несущей способности до нуля), тогда как пластичные породы характеризуются определенной текучестью под нагрузкой, кроме того, пористость этого материала составляет 30%, что намного превышает пористость осадочных пород (0-3%). Наличие указанных расхождений меж ду свойствами материалов модели и натуры приводит к отклонениям в характере протекания механических процессов в модели По сравнению с натурой, что снижает ценность эксперимента, уменьшает надежность моделирования и правомерность переноса экспериментальных данньк на реальные условия. Цель изобретения - йовьшение надежности моделирования. Поставленная цель достигается тем, что в составе для изготовления моделей при определении напряженного состояния массива горных пород на эквивалентных материалах, включающем наполнитель и парафин, в качестве наполнителя используют пластилин при следующем соотношении компонентов, вес.%: Пластилин 5-95 Парафин 5-95 IJ р и м е р 1. Навески пластилина ( кг - 5 вес.%) и парафина (9,5 кг - 95%) нагревают раздельно в емкостях из любого материала при 100-110 С до плавления, после чего соединяют и перемешивают в течение трех минут. Полученный раствор заливают в герметичную опалубку, внутренняя поверхность которой обработана кремнеорганическим каучуком с целью снижения адгезии состава. При необходимости изготовления слоистой модели каждый последующий слой зали1вается после застьшания предьщущего, /причем для создания нужного контакта слоев производится отсьшка по поверхности нижнего слоя слюды-чешуйки. Изготовленный состав имеет показатели: R(;j,,0,88 МПа; R 2,05%; S 6,80 ч«; пористость 3,2%. При м ер 2. Навески пластилина (2:5 кг - 25 вес.%) и парафина (7,5 кг - 75 вес.%) разогревают до плавления, соединяют, перемешивают И заливают в опалубку, аналогично примеру 1. . В таблице приведены составы и свойства нескольких разновидностей эквивалентного материала. Свойства изготовленного состава: ,66 МПа; Е 2,53%; S 1,32ч пористость 2,7%. П р и м е р 3. Навески пластилина (9,5 кг - 95 вес.%) и парафина (0,5 кг - 5 вес.%) разогревают до плавления, соединяют, перемешивают и заливают в опалубку, аналогично примеру 1. Свойства изготовленного состава: ,02 МПа; TR .60-S 17,0 qf ; пористость 1,3%. Если содержание компонентов выходит за заявленные пределы, то получаемьй при этом состав плохо передаleT свойства реальных пород. Вчастности, при содержании парафина менее 5% смеси являются.пластичными, текучими под нагрузкой, при содержании парафина более 95% смеси, наоборот, становятся слишком жесткими. Результаты показывают, что данны материалы могут быть использованы для имитации широкого круга горных пород различной прочности ( различных масштабах моделирования: от 1 /10 до 1/7500. Изменение соотношения между пластилином и парафином позволяет регулировать важнейшие физико-механические свойства состава: предельное напряжение (R,,), предельную деформацию ( ) , коэффициент ползучести (8). Предлагаемый состав позволяетболее полно удовлетворять требованиям подобия физико-механических свойств пластичной породы и модели. Это дает возможность осуществлять строгий учет деформируемости массива, с вькокой степенью надежности определять конвергенцию горных выработок и прогнозировать их устойчивость с учетом всего комплекса горно-геологических факторов. В конечном итоге это способствует повышению надежности моделирования, ведет к росту эффективности его применения для широкого круга задач горного дела.

СОСТАВ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МОДЕЛЕЙ ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ МАССИВА ГОРНЫХ ПОРОД НА ЭКВИВАЛЕНТНЫХ МАТЕРИАЛАХ, включающий наполнитель и парафин, отличающийся тем, что, с цепью повышения надежности моделирования, в качестве наполнителя используют ппастипин при следующем соотношении компонентов, мае. %: Пластилин5-95 Парафин5-95