Способ создания системы трещин при моделировании трещиноватых горных пород на эквивалентных материалах Советский патент 1979 года по МПК E21C39/00 

1

Изобретение относится к области горного дела И может быть нспол.ьзованю для моделирования систем трещин при изучении действия взрЫва и проявлений горного давления в трещиноватых средах.

Известен способ создания системы трещин при моделировании трещиноватых горных пород на эквивалентных материалах, включающий заливку твердеющей смеси в форму 1.

Однако такой способ имеет невысокую точность воспроизведен-ия и трудоемок по исполнеНИЮ.

Целью изОбретения является повыщение точности воспроизведения соответствующей реальным условиям образования трещиноватости при моделировании, а также уменьщение трудоемкости нри изготовлении моделей трещиноватых сред.

Указанная цель достигается тем, что перед заливкой твердеющей смеси в фо-рму в ней изготавливают пространственную модель Т(рещин из сгораемого или испаряющегося материала, П;осле затвердевания смеси модель прокаливают до сгорания или испарения материала модели трещин, при этом твердеющая эквивалентная смес, несгораема.

В лабораторных условиях моделируют горные породы средней крепости, расчлененные тремя системами взаимно ортогональных трещин, расстояния между которыми в однотипных системах следуют показательному закону распредел;;ния. С учетом отмеченных закономерностей изготовляют модель среды. Геометрический масштаб моделирования принимают 1 : 40. Состав песчано-демснтного раствора: цемента марки 150 1 об. ч., песка мытого речного 1 об. ч. и воды 0,6 об. ч. В металлическую форму в виде куба с ребром 25 см заливают первьш слой песчано-цементного раствора. В слое размещают «сквал ины, представленные стеклянными трубками внутренним диаметром 2,5 мм,. «Скважины размещают по сетке 6,3X6,3 см. Затем в форму заливают второй слой, третий и т. д. Между слоями помещают бумагу с отверстиями под «скважины, которая имитирует горизонтальную трещиноватость. Каждый из слоев изготовляют следующим образом. Из чертежной бумаги, нарезанной полоса: п1 пшриноГ:, равной толщине слоя, и длиной, равной ipe6py форМЫ, с поперечными прорезями на половину ширины с расстоянием между прорезями но , равном расстоянию между треи:ииами, ИЗТОТОЕЛЯЮТ шаблон, представляющий прямоугольные «соты. Этот шаблон помещают в и заливают раствором.

ИзготовлеВнуЮ таким образом модель после 12-диевной выдержки прокаливают вместе с формой э муфельной пети до красноте каления в течение 22 мин. Аналогичным образом прокаливают контрольные образцы из несчано-цементного раствора и олределяют их Свойства, при этом прочность «а сжатие составляет 21 кг/см-, прочность на раскалывание-1 кг/см, скорость ультразвука - 2200 м/с, объемный Biec - 2 г/см. С учетом масштаба моделирования указанный эквивалентный материал в натурных условиях соответствует горным породам средней крепости.

После нрОКаливанИя модель извлекают из печи, остужают, освобождают от форумы и взрывают.

Проведенными испытаниями установлено, что в результате прокаливания бумага в модели сгорае,т1 полностью, чем обеспечивается создание наперед заданной пространственной трещиЕоватости в модели. Соответствующим ориентированием сгораемых прокладок в искусственных эквивалентных материа лах можно создать люб)е системы трещин- в моделях и любой

ТОЛЩИНЫ.

В результате взрывания моделей с системами тргщ,ин, созданных предложенным способом, удалось более полно установить механизм разрушения трещиноватых горных пород и получить более достоверные результаты при моделировании взрывной отбойки треп1иноватых горных пород.

Формула изобретения

Способ создания системы трендив при моделировании трещиноватых горных пород на эквивалентных материалах, включающий заливку твердеющей смеси в форму, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности воспроизведения соответствующей реальным условиям образования трещиноватости при моделировании, перед заливкой твердеющей смеси в форму в ней из1готаБливают пространственную модель трещин ив сгораемого или испаряющегося материала, после чего прокаливают модель до сгорания или испарения материала модели трещин, при этом твердеющая эквивалентная -смесь несгораема.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Научные сообщения, 1970, № 78, М., Ин-т горного дела им. А. А. Скочинското.