Устройство для моделирования механизма горного удара Советский патент 1990 года по МПК E21F5/00 

12 фиг.1

а

12 фиг.1

кость в баллоны 4. Затем жидкость насосом 14 при открытом вентиле подают во второй ИД, Создав условия всестороннего сжатия, создают давление в ресиверах 1, связанных системой трубопроводов 21 с ИД 1, и резким открытием БДК 9 передают это давление

Разрушение краевой части разрушению ИБ 16, происхо удар. При моделировании г ров при отработке оставле ков сбрасывают давление в баллонах 4 с помощью реси клапана 10 и дросселя 8 д ной независимой системы д

в ИД 1. Происходят деформация и раз- ,

рушение краевой части ИБ 16, Скорость ю вания. 2 з.п. ф-лы, 2 ил. разрушения регулируют дросселем 7,

37204

Разрушение краевой части приводит к разрушению ИБ 16, происходит горный удар. При моделировании горных ударов при отработке оставленных целиков сбрасывают давление в эластичных баллонах 4 с помощью ресивера 12, клапана 10 и дросселя 8 дополнительной независимой системы дросселиро ,

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для изучения механизма горного удара. Цель изобретения - повышение достоверности моделирования механизма горного удара за счет создания условия неравномерного нагружения испытуемого блока (ИБ). Для этого средство создания осевой нагрузки выполнено в виде двух независимых источников давления (ИД) с жесткой и мягкой х-ками нагружения и дополнительной независимой системой дросселирования. При этом ИД с жесткой х-кой размещен у контура ИБ 16, а ИД 1 смещен к центру ИБ 16. Средство бокового нагружения и разгрузки выполнено в виде плоских эластичных гидравлических баллонов 4. ИД 1 и баллоны 4 трубопроводами 5 и 6 соединены через дроссели 7, 8 с соответствующими быстродействующими клапанами (БДК) 9, 10, ресиверами 11 - 13 и насосами 14, 15. Для управления работой гидравлических систем в схему включены вентили 18 - 20. Насосом 14 при открытых вентиле 19 и БДК 9 через трубопровод 5 подают жидкость в ИД 1, создавая напряжения, по оси ИБ 16. Насосом 15 через ресивер 12, открытые вентиль 20 и БДК 10 нагнетают жидкость в баллоны 4. Затем жидкость насосом 14 при открытом вентиле подают во второй ИД. Создав условия всестороннего сжатия, создают давление в ресиверах 11, связанных системой трубопроводов 21 с ИД 1 и резким открытием БДК 9 передают это давление в ИД 1. Происходит деформация и разрушение краевой части ИБ 16. Скорость разрушения регулируют дросселем 7. Разрушение краевой части приводит к разрушению ИБ 16, происходит горный удар. При моделировании горных ударов при обработке оставленных целиков сбрасывают давление в эластичных баллонах 4 с помощью ресивера 12, клапана 10 и дросселя 8 дополнительной независимой системы дросселирования. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для изучения механизма горного удара.

Цель изобретения - повышение достоверности моделирования механизма горного удара за счет создания условий неравномерного нагружения испытываемого блока.

Па фиг. 1 показаны гидравлическая схема и взаимное расположение отдель- ных узлов; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Устройство состоит из средств создания осевой нагрузки, в виде источников 1 и 2 давления, установленных между опорными плитами 3, и средства бокового нагружения и разгрузки в виде плоских эластичных гидравлических баллонов 4, Средства 1 и 4 с помощью трубопроводов 5 и 6 соединены через дроссели 7 и 8 с соответствующими быстродействующими клапанами 9 и 10, ресиверами 11-13 и насосами 14 и 15. Источник 2 гидравлической системой связан с насосом 14 самостоятельно. Между боковыми баллонами 4 и испытываемым блоком 16 расположены эластичные прокладки 17. Для управления работой гидравлических систем в схему включены вентили 18-20, Для создания дополнительной нагрузки в средствах осевой нагрузки 1, в том числе и динамической, предназначена батарея ресиверов 11. Ресиверы 12 и 13 служат для управления быстродействующими клапанами 10 и 9. Источники 1 давления выполнены з виде гидравлических домкратов с мягкой характеристикой нагружения, т.е. обладают высокой податливостью. Источники 2 выполнены с жесткими характеристиками нагружеиия (с низкой или регулируемой податливостью), т.е. с элементами нагружения, обладающими самоторможением (кл

0

0

5

0

5

0

5

новые или винтовые нагружающие узлы, гидродомкраты с малосжимаемой жидкостью) ,

Устройство работает следующим образом.

Насосом 14 при открытых вентиле 19 и клапане 9 через трубопровод 5 производят нагнетание жидкости в средства 1 осевой нагрузки (домкраты), создавая напряжения, не превышающие предел упругости испытываемого материала. Насосом 15 через ресивер 12, открытые вентиль 20 и быстродействующий клапан 10 производят нагнетание жидкости в баллоны 4, создавая боковые напряжения также в пределах упругости материала. Затем средствами 2 осевой нагрузки нагружают центральную часть испытываемого блока (гидравлическая связь источника 2 с насосом не показана) , находящуюся в условиях всестороннего сжатия, и одновременно повышают давление в средстве 1 осевой нагрузки и гидравлических баллонах 4, выдерживая заданное соотношение величин главных напряжений.

Создав условия всестороннего сжатия, насосом 14 при закрытом клапане 9 через трубопровод 21 создают давление в ресиверах 11, а затем перекрывают гидравлическую цепочку 22, С помощью трубопровода 21 и насоса 14 подают жидкость под давлением в ресивер 13. Открывают вентиль 18 при закрытом вентиле 19. При этом открывается клапан 9. Жидкость из ресиверов 1 в силу упругости устремляется в средства 1, которые деформируют и разрушают краевую часть испытываемого массива. Скорость деформирования и разрушения регулируют дросселем 7, Разрушенная передняя стенка приводит

к самораярушению основного блока вследствие перехода материала из объемного сжатия в плоское, а также из-за концентрации напряжений в центре образца, величину которых задают в зависимости от решаемой задачи. Таким образом, происходит моделирование горного удара. Другой вариант может быть получен при сбрасывании давления в баллонах 4 с помощью ресивера 12, клапана 10 и дросселя 3.

Нагружаемый массив переходит из всестороннего сжатия в одноосное, что

приводит к идеальному случаю хрупкого is ния, средство бокового нагружения и разрушения, встречающемуся на практике при отработке оставленных целиков угля. При этом следует иметь ввиду, что для получения надежных результатов прочность испытываемого блока и его размеры должны отражать свойства реального массива. Устройство позволяет испытывать блоки размером 1000v1000 Ч000 мм и более, которые, с одной стороны, находятся за пределами влияния масштабного эффекта, а с другой, количество энергии, накапливаемое в таком блоке даже в случае одноосного сжатия соизмеримо с количеством энергии, выделяемой при небольшом горном ударе.

Моделируя с помощью предлагаемого устройства влияние хрупкого разрушения в шахматных условиях, получают объективные характеристики механизма горного удара: влияния свойств материала, вида напряженного состояния, концентрации напряжений, скорости нагружения и изменения вида напряженного состояния, температуры, влажности, баланса энергии, что позволяет прогнозировать горные удары и применять наиболее рациональные профилакразгрузки, снабженное системой дросселирования с быстродействующим клапаном, приборы контроля, отлича ющееся тем, что, с целью повы20 шения достоверности моделирования ме ханизма горного удара за счет созда ния условий неравномерного нагружения испытываемого блока, средство создания осевой нагрузки выполнено в

25 виде двух независимых источников дав ления с жесткой и мягкой характеристиками нагружения, причем источник давления с мягкой характеристикой нагружения размещен у контура испыты

30 ваемого блока, а источник давления с жесткой характеристикой нагружения смещен к центру этого блока, при этом средство создания осевой нагруз ки снабжено дополнительной независи35 мой системой дросселирования,

бокового нагружения выполнены в виде плоских эластичных гидравлических баллонов.

е

15537206

тические мероприятия по их предупреждению. Кроме этого, устройство может быть использовано для калибровки приборов, используемых в горной геомеханики.

Формула изобретения

механизма горного удара,включающее испытываемый блок из модельного материала, средство создания осевой нагрузки, снабженное источником давления, средство бокового нагружения и

разгрузки, снабженное системой дросселирования с быстродействующим клапаном, приборы контроля, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности моделирования механизма горного удара за счет создания условий неравномерного нагружения испытываемого блока, средство создания осевой нагрузки выполнено в

виде двух независимых источников давления с жесткой и мягкой характеристиками нагружения, причем источник давления с мягкой характеристикой нагружения размещен у контура испытываемого блока, а источник давления с жесткой характеристикой нагружения смещен к центру этого блока, при этом средство создания осевой нагрузки снабжено дополнительной независимой системой дросселирования,

бокового нагружения выполнены в виде плоских эластичных гидравлических баллонов.

to. z