Стенд для моделирования геомеханических процессов в толще горных пород Советский патент 1991 года по МПК E21C39/00 

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для моделирования геомеханических процессов, возникающих в толще горных пород при отработке твердых полезных ископаемых, в лабораторных условиях.

Целью изобретения является обеспечение адекватности моделирования технологических ситуаций.

На фиг,1 показан стенд с уложенным эквивалентным материалом (фрагмент), вертикальный разрез; на фиг.2 - то же, после имитации отработки участка залежи; на фиг.З - стержень с подпружиненной площадкой; на фиг.4 - схема моделирования отработки залежи расходящимися забоями; на фиг.5 - схема моделирования отработки залежи двумя забоями; на фиг,6 - схема моделирования выемки залежи камерно-це- ликовой системой разработки.

Стенд для моделирования геомеханических процессов в толще горных пород со- держитоснование 1 и имитирующий горные породы эквивалентный материал 2, боковые стенки 3, систему 4 индикации напряжений, разуплотнений и подвижек в эквивалентном материале, вертикальные отверстия 5, выполненные в основании 1, стержни 6, установленные в отверстиях 5 основания 1 с возможностью фиксированного перемещения, например, на резьбе, плоские площадки 7, установленные вплотную друг к другу на верхних концах стержней 6 и образующие единую поверхность для укладки эквивалентного материала 2. На плоских площадках 7 размещена эластичная прокладка 8. Каждая плоская площадка 7 подпружинена относительно своего стержня 6 и имеет возможность относительного перемещения вдоль его оси. При этом жесткость пружин, размеры площадок 7, толщина слоев эквивалентного материала 2 и его состав подбираются по критериям геометрического и механического подобия.

Стенд работает следующим образом.

По геологическим данным определяют структуру, слоистость и физико-механические свойства горных пород в кровле залежи, а также геометрические характеристики самой залежи. На основе этих данных в масштабе 1:20 - 1:200 формируют модель. Для этого на площадки 7, имитирующие топопо- верхность отрабатываемой залежи, укладывают слои из эквивалентного материала 2. Одновременно с этим в массиве размещают датчики системы 4 индикации. Предварительно на поверхность площадок 7 укладывают эластичную прокладку 8. Путем выдвижения стержней 6 на определенную

высоту воспроизводится характер топопо- верхности отрабатываемой залежи

После этого осуществляют пригрузку стенда с помощью гидродомкратов, пневмолодушек или мешков с дробью. Затем осуществляют имитацию процесса отработки залежи путем опускания отдельных площадок 7. Для этого частично вывинчивают стержни 6. При этом величина опускания

площадок 7 принимается подобной вынимаемой мощности залежи. С использованием контактной или бесконтактной системы 4 индикации осуществляют измерение напряжений в массиве, его разуплотнение и деформации.

С использованием стенда возможно мо- /члирование различных технологических ситуаций (фиг.4-6,заштрихованные квадраты - опущенные пластины 7). Для имитации упругих свойств залежи, целиков или механизированных крепей пластины 7 подпружинены (фиг.З). При этом подбираются пружины, обеспечивающие подобие упругим свойствам залежи или механизированной крепи. Пружины могут устанавливаться в процессе имитации выемки. Все геометрические характеристики модели, слоев, характер и состав материалов выбирают из требований геометрического и механического подобия при моделировании процессов деформации и разрушения горных пород, исходя из известных принципов.

35

Формула изобретения

1.Стенд для моделирования геомеханических процессов в толще горных пород, включающий основание, имитирующий горные породы эквивалентный материал, боко0 вые стенки, систему индикации напряжений, разуплотнений и подвижек в эквивалентном материале, отличающийся тем, что, с целью обеспечения адекватности моделирования технологических

5 ситуаций, он снабжен стержнями, установленными с возможностью фиксированного перемещения относительно основания, плоскими площадками, установленными вплотную друг к другу на верхних концах

0 стержней и образующими единую поверхность для укладки эквивалентного материала, а в Основании выполнены вертикальные отверстия для стержней.

2.Стенд по п. 1,отличающийся 5 тем, что он снабжен эластичной прокладкой,

размещенной на плоских площадках, каждая плоская площадка подпружинена относительно своего стержня и имеет возможность относительного перемещения вдоль его оси, при этом жесткость пружин,

размеры плоских площадок, толщина слоев эквивалентного материала и его состав подбираются по критериям геометрического и механического подобия.

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для моделирования геомеханических процессов, возникающих в толще горных пород при отработке твердых полезных ископаемых, в лабораторных условиях. Цель изобретения - обеспечение адекватности моделирования технологических ситуаций Стенд для моделирования геомеханических процессов в толще горных пород включает основание 1 и имитирующий горные породы эквивалентный материал (ЭМ) 2, боковые стенки 3, систему 4 индикации напряжения в ЭМ 2, стержни (С) 6, установленные в отверстиях 5 основания 1, плоские площадки (ПП) 7, установленные на концах С 6. образующие поверхность для укладки ЭМ 2. На ПП 7 размещена эластичная пленка 8 Каждая ПП 7 подпружинена относительно своего С 6. Жесткость пружины, размеры ПП 7. толщина слоев ЭВ 2 и его состав подбирают по критериям подобия. По геологическим данным в масштабе формируют модель Для этого на ПП 7, имитирующие топоповерх- ность залежи, укладывают слои ЭВ 2. Осуществляют пригрузку стенда с помощью гидродомкратов, пневмоподушек. мешков с дробью. Имитируют процесс отработки. Вывинчивают часть С 6 в соответствии с техно- логической ситуацией. Осуществляют измерение напряжений в массиве, его разуплотнение и деформации 1 з.п. ф-лы, 6 ил. 2 (Л С о со ю ел ел о

Ј

/

У////// // /Ш 7Л

1

Фиг. 5