Скважинный деформометр Советский патент 1989 года по МПК E21C39/00 

h-J

5

Изобретение относится к горной промети. Цель - упрощение конструкции и повышение надежности определения изменения напряженно деформированного состояния массива горных пород. Деформометр содержит цилиндрический эластичный корпус 1 с установленной в нем трубкой 2 и монтажные провода 3 с измерительным прибором 4. Корпус 1 выполнен из электропроводной резины и прикреплен к трубке 2. Провода 3 вмонтированы в корпус 1. Трубка 2 изготовлена из сплава металлов, обладающего свойством памяти формы при нагревании системы Fe-Мп. В опасных условиях по взрывам газов трубку 2 нагревают. После нагрева она увеличивается и происходит автоматическое ее рассоединение с досыль- ником. Также происходит поджатие электропроводной резины к стенкам скважины и обеспечивается хороший контакт с ними. Это не приводит к потере определенного процента деформации стенок. 1 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для контроля изменения напряженно-деформированного состояния массива горных пород и оценки эффективности защитного действия при от- работке защитных пластов или слоев.

Цель изобретения - упрощение конструкции и повышение надежности определения изменения напряженно-деформированного состояния массива горных пород.

На чертеже представлена схема сква- жинного деформометра.

Скважинный деформометр содержит цилиндрический эластичный корпус 1, выполненный из электропроводной резины и прикрепленный к трубке 2, установленной внутри него. Трубка 2 изготовлена из сплава металлов, обладающего свойством памяти формы при нагревании, сплава системы Fe-Mn. В корпусе 1 вмонтированы монтажные провода 3, которые соединены о измерительным прибором 4, который представляет собой, на- пример, мост постоянного тока и измеряет изменение электрического сопротивления электропроводной резины корпуса 1 при изменении напряженного состояния массива горных пород.

Корпус 1 деформометра может быть прикреплена к трубке 2 с помощью специального клея и изготовлен методом вулканизации из электропроводной резиновой смеси, например, следующего состава, мае.ч.: Каучук CKTB-I100

Перекись дикумила1,8

Аэросил 17530

Силикат меди0,5

Технический углерод АТГ-7050

В зависимости от условий, в которых производятся измерения, необходимая жесткость корпуса 1 деформометра и высокая чувствительность достигается за счет изменения состава электропроводной резиновой смеси. При необходимости деформометр тарируется в лабораторных условиях на прес- се и получают зависимость электросопротивления от изменения давления.

Монтажные провода 3 прикрепляются к корпусу 1 в процессе вулканизации элект- проводной смеси в пресс-форме.

В качестве сплавов металлов, обладаю- щих свойством памяти формы при нагревании, могут быть использованы также сплавы системы Си-А1-Ni или системы Ti- Fe-Ni или Ti-Ni и другие.

Скважинный деформометр работает следу ющим образом.

Из горной выработки (не показана) бурят скважину 5 и вводят в нее на необходимую глубину деформометр с помощью досыльника (не показан). Диаметр деформометра должен быть равен диамет- ру скважины 5 и обеспечивать возможность перемещения его по скважине 5. Затем трубку 2 деформометра, изготовленную

5

5

0

0

40

-

55

0

35

из сплава металлов с памятью формы, нагревают до температуры 50°С, при которой происходит мартенситный переход сплава металлов системы Fe-Мп из одной формы в другую с увеличением ее диаметра до 10% по сравнению с первоначальным.

При этом происходит предварительное поджатие к стенкам скважины 5 эластичного корпуса 1, выполненного из электропроводной резины. Монтажные провода 3 подсоединяются к измерительному прибору 4 и производится первоначальный замер электрического сопротивления корпуса 1 деформометра. В дальнейшем проводят ряд повторных измерений с необходимой частотой и по изменению электросопротивления определяют изменение напряженного состояния горного массива и оценивают эффективность защитного действия. С увеличением напряжений стенки скважины деформируются и электросопротивление корпуса 1 деформометра уменьшается. При разгрузке горного массива, вызванной отработкой защитного пласта, происходит упругое восстановление пород и сопротивление деформометра увеличивается.

При закладке замерной станции бурят ряд скважин, в которых устанавливают де- формометры. Это позволяет получать информацию о состоянии горного массива на значительных площадях.

В шахтах, опасных по взрывам газа и пыли, трубку 2 деформометра из сплава металлов с памятью формы нагревают путем подачи горячей воды или пара через до- сыльник (не показан), выполненный из трубок, соединяющихся с помощью резьбы. Трубка 2 деформометра также имеет резьбу для соединения с досыльником. После нагрева диаметр трубки 2 увеличивается и происходит автоматическое ее рассоединение с досыльником. В неопасных условиях возможно применение любых других видов нагрева, например, с помощью электрического тока, который подается по монтажным проводам 3 и нагревает электропроводную резину, от которой нагревается трубка 2 из сплава металлов с памятью формы, благодаря чему увеличивается ее диаметр в процессе мартенситного перехода сплава трубки 2 из одной формы в другую и происходит поджатие электропроводной резины корпуса к стенкам скважины 5.

Использование предлагаемого скважин- ного деформометра для оценки эффективности защитного действия и контроля изменения напряженно-деформированного состояния массива горных пород обеспечивает значительное упрощение конструкции деформометра, повышение надежности измерений благодаря достаточному предварительному поджатию к стенкам скважины эластичного корпуса деформометра из электропроводной резины и обеспечение хорошего контакта со стенками скважины, что не

1460253

приводит к потере определенного процентащийся тем, что, с целью упрощения констдеформации стенок, а также упрощение ус-рукции и повыщения надежности определетановки деформометра в скважинения изменения напряженно-деформированного состояния массива горных пород, эласФормула изобретения тичный корпус выполнен из электропроводной резины и прикреплен к трубке, при

Скважинный деформометр, содержащийэтом монтажные провода вмонтированы в

цилиндрический эластичный корпус с установ- корпус, а трубка изготовлена из сплава меленной в нем трубкой и монтажные про-таллов, обладающего свойством памяти фор- вода с измерительным прибором, отличаю-мы при нагревании системы Fe-Мп.