Стенд для моделирования геомеханических процессов в толще горных пород Советский патент 1992 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.

По основному авт. св. известен стенд, включающий основание и систему подвижных площадок, образующих единую поверхность, на которой уложена эластичная прокладка и эквивалентный материал

Недостатком стенда является то, что при опусканий площадок имитации процесса выемки полотно, обладая упругостью и эластичностью, создает дополнительный подпор искусственному массиву (если выемка с обрушением) и не обеспечивает формирования пространства, геометрия которого была бы подобной геометрии выработанного пространства (полотно провисает, имея защемление между эквивалентным материалом и поверхностью площадок). Это снижает точность воспроизведения геомеханических процессов.

Целью изобретения является повышение адекватности моделирования геомеханических процессов за счет воспроизведения реакции подпора кровли обрушенными горными породами или закладкой.

Цель достигается тем, что согласно известному стенду эластична я прокладка размещена с образованием между торцами плоских площадок складок на границах, имитирующих контуры выработанного пространства

Стенд поясняется рисунками.

На фиг. 1 показан стенд с уложенным эквивалентным материалом, (фрагмент) вертикальный разрез; на фиг 2 - то же, после имитации отработки участка залежи

Стенд для моделирования геомеханических процессов в толще горных пород включает основание 1 и имитирующий горные породы эквивалентный материал 2, боковые стенки 3, систему 4 индикации напряжений, разуплотнений и подвижек эквивалентного материала 2, вертикальные отверстия, вы

полненные 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 б и образующие единую поверхность, на которую уложена эластичная прокладка 8 с образЪва йием складок 9 Складки 9 прокладки 8, напрйгДе4 из полиэтиленовой пленки, провисают между торцами плоских площадок 7 на границах, имитирующих контур выработанных пространств. Размер продольных складок 9 (величина напуска прокладки 8) определяется в соответствии с критериями геом1трического подобия. Если имитируется процесс камерной выемки с оставлением ленточных целиков, а вынимаемая мощность рудного тела равна 30 м, то при масштабе стенда 1.100 величина провисания складок 9 будет равна 15 см, что обес- печит формирование полости при опускании площадок 7 высотой 30 см.

Стенд работает следующим образом.

По геологическим данным определяют структуру, слоистость и физико-механические свойства горных пород в кровле залежи, а также геометрические характеристики залежи и образуемых выработанных пространств. На основе этих данных в масштабе 1:20-1:200 формируют модель. Для этого на площадки 7 укладывают прокладку 8, формируют складки 9 и пропускают их междуторцами площадок. Складки 9 образуют по контуру, имитирующему границы очистных пространств, т.е. между торцами площадок, которые будут опускаться и которые останутся неподвижными. Затем на площадки 7 и прокладки 8, имитирующие топо- поверхность отрабатываемой залежи, укладывают слои эквивалентного материала 2. Одновременно с этим в искусственном массиве размещают датчики системы А индикации, если используется система контактного контроля. Путем выдвижения стержней б на определенную высоту воспроизводится характер топоповерхности отрабатываемой залежи. Затем осуществляют пригрузку стенда с помощью гидродомкратов, пневмоподушек или мешков с дробью Затем осуществляют имитацию процесса

отработки залежи путем опускания отдельных площадок 7. Для этого частично вывинчивают стержни б, величина опускания площадок 7 принимается подобной вынимаемой мощности залежи. При этом складки 9

эластичной прокладки 8 распрямляются и образуют полость, геометрические размеры которой подобны размерам выработанного пространства, например камеры. Полость может заполняться обрушающимся эквивалентным материалом или материалом, имитирующим закладочный массив.

С помощью системы А индикации или геофизических методов определяют напряжения в горном массиве, их динамику, интенсивность процессов разуплотнения искусственного массива

Для имитации упругих свойств залежи целиков пластины 7 могут быть подпружинены (не показано) При этом подбираются

пружины, обеспечивающие подобие упругих свойств залежи. Пружины могутустанав- ливаться в процессе имитации выемки. Все геометрические характеристики модели, слоев, характер и состав эквивалент ного материала выбирают из требований геометрического и механического подобия при моделировании процессов деформации и разрушения, исхбдя из известных принципов.

Формула изобретения

Стенд для моделирования геомеханических процессов в толще горных пород по авт. св. № 1682559, отличающийся тем, что, с целью повышения адекватности моделирования геомеханических процессов за счет воспроизведения реакции подпора кровли обрушенными горными породами или закладкой в выработанном пространстве, эластичная прокладка размещена с образованием между торцами плоских площадок складок на границах, имитирующих контуры выработанных пространств.

Фиг.2.

Использование1 относится к области горной промышленности и предназначено для моделирования геомеханических процессов в толще горных пород при подземной разработке месторождений полезных ископаемых Сущность изобретения стенд имеет основание, в вертикальных отверстиях которого установлены стержни с возможностью фиксированного перемещения На верхних концах стержней закреплены плоские площадки, которые образуют единую поверхность, покрытую гибким полотном Полотно уложено с образованием складок, которые провисают между торцами площадок. При опускании части площадок складки полотна распрямляются с образованием полости, имитирующей выработанное пространство, например камеру. 2 ил