Устройство для определения деформируемости горных пород в подземных выработках Советский патент 1989 года по МПК E21C39/00 

31492049

гами 8 относительно секций I. Взаимодействие опор 9 с Э 4 обеспечивает поворот птампов 2 на опорах 9 в сооткино ни

ки. Измеряя 11е 1еме1цение птамгюи 2 относительно секций 1 и изменяя давление в К 5 определяют коэффициент упру

Изобретение относится к горному делу. Цель изобретения - повышение надежности работы и достоверности измерений. На соединенных друг с другом секциях несущего каркаса установлены эластичные камеры (К) 5, средства измерения деформаций и втулки 6. Штампы 2 выполнены в виде коробчатых сегментов из наружных выпуклых элементов (Э) 3 и внутренних плоских Э 4, контактирующих с К 5. Между Э 3,4 установлены траверсы (Т) 7 с направляющими штангами 8, установленными во втулках 6. На центрах Т 7 закреплены шарнирные опоры 9, контактирующие с Э 3. С помощью магистрали 10 К 5 сообщены с источником давления среды. Устройство устанавливают в подземной выработке. При подаче сжатого воздуха в К 5 усилие через Э 4 передается на опоры 9 и приводит к поступательному перемещению Т 7 со штангами 8 относительно секций 1. Взаимодействие опор 9 с Э 4 обеспечивает поворот штампов 2 на опорах 9 в соответствии с изменяющейся в процессе нагружения геометрии контура выработки. Измеряя перемещение штампов 2 относительно секций 1 и изменяя давление в К 5, определяют коэффициент упругого отпора пород и равновесное состояние массива. 3 ил.

ветствии с изменяющейся в процессе на- того отпора пород и равновесное сонагружения геометрии контура выработстояние массива. 3 лп.

Изобретение относится к горному делу, в частности к устройствам для определения деформируемости нескольких горных пород.

Цель изобретения - повьйиение надежности работы и достоверности изерений.

На фиг. 1 показано устройство для определения деформируемости горных п пород в подземных выработках, общий ид; на фиг. 2 - узел I на фиг. 1; на

иг. 3 - разрез А-А на фиг. 2.

Устройство содержит несущий кар- ас, состоящий из соединенных между 25 собой секций 1, штампы 2, выполненные виде коробчатых сегментов из наружных выпуклых и внутренних плоских элементов 3 и 4, зластичные камеры 5, расположенные между секциями 130

каркаса и плоскими элементами 4 штампов 2, втулки 6, закрепленные на секциях 1 каркаса, траверсы 7, располоенные между элементами 3 и 4 штампов 2 и имеющие направляющие штанги jj 8, установленные во втулках 6 с возможностью перемещения, шарнирные опоры 9, закрепленные по центрам траверс 7 и контактирующие с вьшуклыми элементами 3 штампов 2, источник (не40 показан) давления среды, сообщенный посредством магистрали 10 с полостями эластичных камер 5 и средства 11 измерения деформаций. Шарнирные опоры 9 включают крепежные детали 12 с внут-д ренней сферической поверхностью.

Устройство работает следующим образом.

Устройство устанавливают в подземной выработке, пройденной с минимально ВОЗМО7КНЫМ нарушением природного напряженного состояния массива путем разработки породы с некотррым недобором и последующей ее надреэкой ножевой частью проходческого щита при его передвижке. Затем в полости эластичных камер 5 через пневматическую магистраль 10 подают сжатый воздух, создавая начальное равновесное сотого отпора пород и рав

стояние массива. 3 лп.

стояние Б массиве за счет подпорного давления в эластичных камерах 5, равного горному давлению. При этом пе- реме1чения эластичных камер 5 передаются через плоские элементы 4 штампов 2 на траверс 7, а последние через шарнирные опоры 9 воздействуют на вьтуклые элементы 3, контактирующие с породой. Благодаря тому, что поступательное перемещение траверс 7 с направляющими штангами 8, скользящими во втулках 6 секций 1, передается на выпуклые элементы 3 через шарнирные опоры 9, штампы 2, сохраняя свой геометрический центр, поворачиваются на опорах 9, копируя меняющуюся в процессе нагружения геометрию контура выработки.

Воздействие плоских элементов 4 на траверсы 7 по их геометрическому центру через детали 12 опор 9 обеспечивает снижение вероятности заклинивания направляюгдих штанг 8 во втулках 6 секций 1 каркаса.

Таким образом, давление в эластичных камерах 5 воспринимается с одной стороны секциями 1 несущего каркаса, а с другой - через штампы 2 передается на породу. Средствами 11 производятся измерения пространственных перемещений штампов 2 относительно секций 1 несущего каркаса.

После того, как забой отойдет на расстояние, при котором его влияние не сказывается на деформации массива, производят непосредственно определение свойств породы. При этом устройство может быть использовано как для определения коэффициентов упругого отпора (при принудительном ступенчатом повышении давления в эластичных камерах 5), так и для определения равновесных состояний массива (естественной деформируемости горных пород) в незакрепленной выработке (при принудительном ступенчатом давления в эластичных камерах). В обоих случаях работа устройства аналогична опислипой. Изобретение пот- воляет повысить нлдсжнпсть работы устройства и достоверность и мереню) за счет снижения вероятности заклинивания штампов 2 и обеспечения постоянных пло1чадей контакта штампов 2 с поверхностью выработки.

Кроме того, исклпчается трудоемкое выполнение выравнивающих облицовок.

Формула изобретения

Устройство для определения деформируемости горных пород в подземных выработках, содержащее несущий каркас, состоя1 щй из соединенных между собой секций, штампы, предназначенные для взаимодействия с поповой, элас2049

тпчние каг-1еры, рач 1еп1ениые между секциями каркаса и , источник давления среды, сообгчснньп с эластн чньми камерами, и средства измерения деформаций, отличающееся тем, что, с целью повьпчения надежности в работе и достоверности измерений, оно снабжено втулками, закреп10 ленны и на секциях каркаса, траверсами с направляю1ци ш штангами, установленными во втулках, и шарнирными опорами, закрепленными по центрам траверс, при этом каАдый из штампов вы-

15 полнен в виде коробчатого сегмента из наружного вьтуклого и внутреннего плоского элементов, траверсы расположены меж:ду элементами штампов, а шарнирные опоры соединены с их наружными

0 элементами. Sг

-- /

I

Фиг.1

л

L

ML

Н2)

т

L-

фиг. 2