Плоская модель для исследования сдвижения горных пород Советский патент 1992 года по МПК E21C39/00 

О

VI CJ СА

Изобретение относится к горной промышленности, предназначено для моделирования сдвижений горных пород при большой глубине разработки полезного ископаемого и может быть преимущественно использовано в угольной и горно-рудной промышленности для исследования процесса сдвижения массива горных пород и земной поверхности.

Известна плоская слоистая модель из эквивалентных материалов, в которой блочная структура массива горных пород имитируется с помощью насечки, производимой в нужных направлениях и с определенными интервалами при послойной укладке модели,

. Недостатком данной модели является ее неустойчивость при большой высоте модели, что не позволяет моделировать процесс сдвижения горных пород при большой глубине разработки.

Известна также плоская модель из эквивалентного материала, система трещин в которой выполнена из сгораемого или испаряющегося материала.

Недостатком известной модели является ее Неустойчивость,

Известна плоская модель из несгораемого эквивалентного материала, система трещин в которой изготовлена из легкоплавкого ма-териала, а ее испытание производят в нагретом состоянии.

Недостатком этой модели является ее неустойчивость при большой высоте.

Известна также плоская модель, включающая основание, боковые стойки и набор жестких блоков, имитирующих структурное строение массива горных пород.

Недостатком модели является ее неустойчивость, что не обеспечивает возможность моделирования большой глубины разработки.

Цель изобретения - обеспечение возможности моделирования большой глубины разработки.

Поставленная цель достигается тем, что модель снабжена выполненной из ферромагнитного или магнитоактивного материала стенкой, жесткие блохи выполнены из магнитоактивного или ферромагнитного материала с упруго-пластической окан тоекой взаимодействующих граней, при этом Стенка закреплена на основании и боковых стойках с возможностью взаимодействия с жесткими блоками, установленными с возможностью их Нахождения в устойчивом положении под действием сил магнитного притяжения.

На фиг,1 изображена предлагаемая модель: на фиг,2 - разрез А - А на фиг.1; на фиг.З - предлагаемая модель, фрагмент. Модель содержит (фиг.1) основание 1,

боковые стойки 2, набор блоков 3 и опорную стенку 4. Опорная стенка 4 (фиг.2) закреплена вертикально на боковых стойках 2 и на основании 1 с помощью косынок 5, основание 1 модели имеет подвижные элементы 6,

0 лежащие на винтовых домкратах 7, с помощью которых имитируется очистная выработка. Опорная стенка 4 выполнена из ферромагнитного или магнитоактивного материала, а жесткие блоки выполнены из маг5 нитоактивного или ферромагнитного материала с упруго-пластической окантовкой 8 (фиг.З) взаимодействующих граней. Толщина и свойства упруго-пластической окантовки 8 подбираются таким образом,

0 что оседание верхнего ряда блоков модели над границей отработки (примерно над точкой максимума опорного давления) равняется оседанию верхнего слоя модели из эквивалентных материалов либо оседанию

5 (с учетом масштаба моделирования) соответствуюидей точки в натуре. Блоки 3 взаимодействуют между собой через окантовку 8 смежных граней, что позволяет им сдвигatьcя аналогично блокам пород в натуре со

0 смятием шарниров в замках. Опорная стенка 4 и блоки 3 взаимодействуют между собой за счет сил магнитного притяжения с усилием Р F/k, где F - сила трения скольжения блока о стенку: k - коэффициент трения блока о стенку. Такое усилие позволяет скользить блокам 3 вниз при опускании подвижных элементов 6 оснований 1 без потери устойчивости модели при большой ее высоте,

0 Пример, На модели, содержащей основание 1 (фиг,1), боковые стойки 2, набор блоков 3 и опорную стенку 4 из ферромагнитного материала, воспроизводится конкретный геологический разрез торных

5 пород на участке длиной 1500 м при глубине 960 м. При линейном масштабе моделирования 1:300 длина модели составляет 1500:320 5,0 м, высота 960:300 3.2м1 На модели воспроизводятся слои песча0 НИКОВ со структурными блоками 8 (ширина)х х6 (высота) аргиллитов 4x3, алевролитов 6x5 и угля 1x1 см, что соответствует при указанном выше масштабе установленным в наггуре размером блоков 24x18, 12x9, 18x5 и 3x3 м,

5 Ширина плоской модели 10 см. Блоки 3 выполнены из бетона с добавкой стальных опилок в таком количестве, при котором сила магнитного притяжения блока размерами 24x18x10 см к ферромагнитной стенке

составляет Р 7,5 кг. Для блока указанных

Изобретение может быть использовано при проведении исследований влияния большой глубины разработки на параметры: '•' • ' ' " '"2 •. . • ' • .процесса сдвижения горного массива методом моделирования. С целью обеспечения возможности моделирования большой глубины разработки модель выполнена таким образом, что блоки, имитирующие структуру горных пород, выполнены из магнитоактивного или ферромагнитного материала с упруго-пластической окантовкой взаимодействующих граней и взаимодействуют с опорной стенкой 4. изготовленной из ферромагнитного или магнитоактивного материала. При зтом стенка закреплена на основании и боковых стойках 2 с возможностью взаимодействия с жесткими блоками, установлеными с возможностью их нахождения в устойчивом положении под действием сил магнитного притяжения. 3 ил.Ё