Стенд для моделирования горного давления при упрочнении модели горных пород скрепляющим составом Советский патент 1987 года по МПК E21C39/00 

для ПЭ 3 и 4 и узлы регистрации деформаций и нагрузки. Механизм 2 на- гружения выполнен в виде шарнирного четырехзвенника. Он состоит из стойки 5, жестко соединенной со станиной 1, коромысла 6, параллельного стойке 5, двух параллельных балансиров (Б) 7 и 8, связанных с захватами 9 и 10 . Причем Б 7 соединен с захватом 9 жестко и имеет винтовые стержни 14 и 15 с подвижными грузами 16 и 17, кон- сольно выступающими во внешние противоположные стороны четырехзвенника, а 58 соединен с захватом 10 с возможностью смещения и жесткой фиксации на нем захвата 10. Для моделирования горного давления в виде сдвига и

1

Изобретение относится к лаборатор- koMy исследованию процесса упрочнения углепородных массивов химическими ркрепляющими составами.

Целью изобретения является повы- .шение достоверности моделирования.

На фиг.1 изображен стенд для моде- лировгМия горного давления; на фиг,2разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - схема нагружения и вид деформаций при моделировании горного давления в виде совместно действующих растяжения и сдвига«5 на фиг.4 - схема нагружения и вид деформаций при моделировании горного давления в виде совместно действующих сжатия и сдвига,

.Стенд состоит из станины 1, механизма 2 нагружения и модели трещино- ватого массива горных пород, включающей два плоских элемента 3 и 4 из эквивалентного материала. Механизм 2 нагружения вьтолнен в виде шарнирного четырехзвенника, состоящего из жестко соединенной со станиной 1 стойки 5, параллельного с ней коромысла 6 и двух параллельных балансиров 7 и 8, на которых установлены винтовые захваты 9 и 10 для плоских элементов 3 и 4 модели трещиноватого массива горных пород.. Захват 9 с балансиром 7 соединен жестко, а захват 10 с баланрастяжения Б 7 отклоняют вверх, а в виде сдвига со сжатием - Б 7 отклоняют вниз. Степень отклонения Б 7 задается из условия соотношения деформаций сдвига и растяжения (сжатия), Дпя моделирования модели трещиноватого массива горных пород поднимают Б 8, а ПЭ 3 и 4 вставляют до упора в захваты 9 и 10 и жестко закрепляют в них. Захват 10 освобождают от фиксации, и Б 8 соединяют со стойкой 5. , Затем захват 10 смещают в сторону захвата 9 до плотного прилегания ПЭ 3 и 4, и фиксируют это положение. Для введения скрепляющего состава Б 8 поднимают, а затем на ПЭ 3 наносят состав. 4 ил.

сиром 8 соединен с возможностью смещения вдоль него и жесткой фиксации на нем с помощью зажима 11. Захват 10 снабжен микрометрическим винтом 12 со шкалой 13 для поперечного смещения его относительно балансира 8. Концы

балансира 7 снабжены консольно выступающими во внешнюю сторону четырехзвенника винтовыми стержнями 14 и 15 с подвижными грузами 16 и 17, а сам четырехзвенник - шкалой 18 отклонения балансиров 7 и 8 от горизонтального положения, винтовым регулируемым по высоте упором 19, индикаторами положения 20 и 21, установленными с возможностью регистрации деформаций растяжения, сжатия и сдвига в модели трещиноватого массива горных пород. Индикаторы 20 и 21 положения с помощью держателей 22 и 23 жестко соединены с балансиром 7., Для передачи на индикаторы 20 и 21 положения величин деформации модели трещиноватого мае- сива горных пород на балансире 8 жестко закреплен кулак 24. Винтовой упор 19 вмонтирован в кронштейн 25, жестко соединенный со стойкой 5. Балансир 8 со стойкой 5 соединен посредством пальца 26. Шкала 18 жестко соединена со станиной 5 через кронштейн 27. Груз 17 снабжен шкалой 28 с градуировкой усилий на плече плоских элементов 3 и 4,

Стенд работает следующим образом.

Для моделирования горного давления в виде совместно действующих сдвига и растяжения конец балансира 7 отклоняют вверх от нуля шкалы 18. Д;.я моделирования горного давления в виде сдвига с сжатием конец балансира 7 отклоняют вниз от нуля шкалы 18. Степень отклонения балансира 7 задается из условия соотношения деформаций сдвига и растяжения (сжатия). Четы- рыхзвенник должен быть уравновешен грузом 16, при этом груз 17 должен находиться в положении О шкалы 28. Отклонение балансира 7 фиксируют винтовым упором 19, подводя его под коромысло 6.

Для сборки модели трещиноватого массива горных пород выводят из ба-. лансира 8 и стойки 5 палец 26, а затем освободившийся конец балансира 8 поднимают. Плоские элементы 3 и 4 из эквивалентного материала вставляют

до упора в винтовые захваты 9 и 10 и 25 по нормали между балансирами 7 и 8

жестко закрепляют в них. Захват 10 освобождают от -фиксации винтовым зажимом 11 и балансир 8 соединяют со стойкой 5 посредством пальца 26. Захват 10 смещают в сторону захвата 9 до плотного прилегания плоских элементов 3 и 4 и это его положение фиксируют винтовым зйжимом 11, при этом микрометрический винт 12 ввинчивают до упора в балансир и регистрируют

является также абсолютной деформацией растяжения скрепляющего состава в зазоре между плоскими элементами 3 и 4.

Абсолютная деформация сдвига по 30 скрепляющему составу равна S,.

При моделировании горного давления в виде совместно действующих сжатия и сдвига (фиг.4) балансир 7 под действием силы Р. изменяет угол отклоне3 и 4

1с Ч Ц

- 1.

а абсо35 ния от горизонтали с oi, на ci , при его положение на шкале 13. После это- этом расстояние по нормали между 6а- го освобождают от фиксации винтовым лансирами 7 и 8 уменьшается на дЪ,. зажимом 11 захват 10 и отводят его L - L. В этом случае абсолютная от захвата 9 микрометрическим винтом деформация сжатия скрепляющего ссста- 12 до образования между плоскими эле- Q g в зазоре между плоскими элементами ментами 3 и 4 заданного зазора, который отсчитывают по шкале 13.

Для введения скрепляющего состава в зазор между плоскими элементами 3 и 4 выводят из балансира 8 и стойки 5 палец 26 и освободившийся конец балансира 8 поднимают, а затем на плоский элемент 3 наносят скрепляющий состав и балансир 8 с помощью пальца 26 соединяют со стойкой 5, при этом излишний скрепляющий состав, вьщавлен- ный из зазора между элементами 3 и 4, удаляют. Шкалы индикаторов 20 и 21 выставляют на О.

В таком положении стенд готов для gg давления при упрочнении модели горных моделирования изменяющегося горного пород скрепляющим составом, включаю- давления при упрочнении модели масси- щий модель трещиноватого горного мас- ва горных пород скрепляющим составом. сива в виде двух плоских элементов Моделирование деформаций и горного из эквивалентного материала с зазолютная деформация сдвиг-а по скрепляющему составу равна S.

45 После отверждения скрепляющего состава в зазоре между плоскими элементами 3 и 4 образуется модель упрочненного массива горных пород, которую извлекают из стенда и испытывают на различные виды деформации.

50

Формула изобретения

Стенд для моделирования горного

0

давления в массиве производят с помощью механизма 2 нагружения и груза 17, который при опущенном винтовом упоре 19 в соответствии с программой нагружения периодически смещают вдоль винтового стержня 15. Показания деформаций и усилий нагружений снимают с индикаторов 20 и 21 положения и со шкалы 28, Деформации растяжения и сжатия показывает индикатор 21 положения, а сдвига - индикатор 20 положения.

При моделировании горного давления 5 в виде совместно действующих растяжения и сдвига (фиг.З) балансир 7 под действием силы Р, изменяет угол от- , клонения от горизонтали с об, на od , при этом расстояние по нормали между балансирами 7 и 8 увеличивается на Lp L - L,.

Плоские элементы 3 и 4 в винтовых захватах 9 и 10 закреплены жестко и поэтому величина изменения расстояния

является также абсолютной деформацией растяжения скрепляющего состава в зазоре между плоскими элементами 3 и 4.

Абсолютная деформация сдвига по скрепляющему составу равна S,.

При моделировании горного давления в виде совместно действующих сжатия и сдвига (фиг.4) балансир 7 под действием силы Р. изменяет угол отклоне3 и 4

1с Ч Ц

- 1.

а абсония от горизонтали с oi, на ci , при этом расстояние по нормали между 6а- лансирами 7 и 8 уменьшается на дЪ,. L - L. В этом случае абсолютная деформация сжатия скрепляющего ссста- g в зазоре между плоскими элементами

лютная деформация сдвиг-а по скрепляющему составу равна S.

После отверждения скрепляющего состава в зазоре между плоскими элементами 3 и 4 образуется модель упрочненного массива горных пород, которую извлекают из стенда и испытывают на различные виды деформации.

Формула изобретения

Стенд для моделирования горного

ром между ними, станину, захваты для плоских элементов, механизм нагруже- ния и узлы регистрации деформаций и нагрузки, о-тличающийся тем, что, 6 целью повьшения достоверности моделирования, механизм нагру- жения выполнен в виде шарнирного че- тырехзвенника, состоящего из стойки, жестко соединенной со станиной, коромысла, параллельного стойке, двух

параллельных балансиров, связанных с захватами для плоских элементов модели, один из балансиров снабжен винтовыми стержнями с подвижными грузами, консольно выступающими во внешние противоположные стороны четырехзвен- ника, и соединен С захватом жестко, а другой балансир соединен с захватом с возможностью смещения и жесткой (фиксации на нем захвата.

Изобретение относится к лабораторным исследованиям процесса упрочнения углепородных массивов. Цель изобретения - повышение достоверности моделирования. Стенд содержит модель трещиноватого горИого массива в виде двух плоских элементов (ПЭ) 3 и 4 из эквивалентного материала с зазором между ними, станину 1, захваты 9 и 10 27 3 ггго lit гв (Л

12

13

Скрепляющ т состав

ии

Р,

VueA

Редактор Г.Гербер

Составитель И.Фомичева

Техред Л.Сердюкова Корректор В.Бутяга

Заказ 4029/29Тираж 454Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4