Устройство для моделирования процесса внезапного выброса Советский патент 1980 года по МПК E21F5/00 

работку и сообщена с отверстием в CTSH ке обоймы, а щзугвя снабжена образцом имитирующем наружную область пласта и сообщена трубкой для подачн газв 2

Недостатком известного устройства является невозможность регулировать изменение вида наггржкенного состояний Б широких пределах для горяьк пород различной крепости инк модепироват : горный удар.

Цель изобретения - расширение дий- пазона применения к повышения точгюст ае счет регулирования в широких предэ- лад скорости высвобождения накоппенЕО в испытываемом образце энергии дг;я горных пород различной крепости.

Это Достигается тем,; что средство дял подачи компримировааной среды aibiполнено в виде быстродействующего клапана, состо5Ш1.его из пустотелой втулки, Ььтопненной с каналами для ггодачи KOM рцмированной среды и с воаможнос7-ью прюкатия к испытываемому образцу, заполнекной жидкосгью под давлением, и снабженной сфосселкрующей диафрагмой. а средства шя сиздания осевого усилия снабжены клиновым устройствомj ненньлм с воз-ложностью перйключеккл осевого навлления с ксп;к ыяаз логс образаа на стйнк5у.

На фиг, i изображеко (шецпагаен.гое устройство для Еч-годаларова/лйя процесса внезапного выброса на фяг 2-узеп 1 фиг, 1,

Устройство для моэсдирования газо: гз намическпк явлений включает камеру в которой помещен образен 2, находащийся под боковым доленяем, Ocebasi REirpysKa на обреаен передается от гид-родомкрата -3 через шток 4 В штоке 4 и центрирсвочньк подаятниках 5 и 6 имеются отверстия для подвода и отвода гаев Е o6pa3itj под давлением. Устройст-во установлено на станине 7 и позволяет замыкать нагрузку на об|ра™ аец червз шток 5g клик ,8 на жесткую етаии.ну 7 отключить энергк.ю упруго снсатой жидкости в ПОЛОСТЕ 9 (после создания нагрузки на образед) or участия в процессе разрушения,

Быстродейстаующий клапан вкиючает втулку lOj которая крепится к sopcrycy камеры гайкой 11. В кольцевом пазу этой втулки- расположен поршень 12 а эпастйчкая маажета (фторопласт) IS. кр1шизна которой соответствует кризн-З не боковой поверхности: образца 2 я плотноПрижата Е нему поршнем 12 н

давлением жидкости, поступающей через канал 14, Полость 15 заполнена жиг1 костью, подводимой через канал 16 под давлением, равным боковому давлению на образец в полости 17.

Запирается ролость 15 плунжера 18, стеклянной втулкой 19 и гайкой 20. Канал 21 служит для истечения из полости 15 {включая разрушенный матерная образца и газ), а дифрагма 22 предназначена .оля регулирования скорости потока. Игла 23 и молоток 24 предНЁЗначены для разрушения хрупкой стеклянной втулки 19. Для перемещения 8 клиновое устройство содержит nopuiBHb 25, LUTOK 26 и регулировочные г.айки 27,; 28 и втулку 29j закрепленных на штоке 4, Устройство содержит электровод ЗО. Устройство работает следующим об- разом.

Гидродомкратом 3 создается осевая кагр/зк.а на образец 2 величиной 20- 30% от предела упругости матертдала образца. Через канал 14 нагнетается жидкость под давлением, что обеспечивает 7уплогненйе зазора между полостями 15 и 17.. Одновременно через канал 16 создается девление в полости 15 к равное ему боковое д авление в камере 1 ,канал АПК создения бокового давления в на чертеже HG показан). После этого канал 16 перекрывается. Клин 8, перемещаясь гзлево до отказа при помощи поршня 25 ii штока 26, охватывает шток 4 межд:/ регулировочными гайкамк 27, 28 к втулк.ой 29. замьткая осевое

1пие на i

:танниу

молотка 24 по игле 23 разУ.царом рушается хрупкая стеклянная втушса 19. ilnyEX-cep 18 под дэйстЕпем давления пе« ре; лэщеетс:д еправо к о-г-фывает канал 21 в полост-- 1о viaaaeT. Еюзник- тая разность межлу кагрякенЕтями на поверхностк образца з попостк 15 и внутри образца, кспьггг.лвающего объемчое см .атие и зкутреннеэ дв.зление газа, приводит к разрушеатзю образца CKfSHana с области отверстияз а потом и всего об- разцк (в еавкс акт ОСТЕ от велтачини и скорости из|. тензора напря; :ений и давления газа),

Если к квгтапу 16 подключить ак1сумуллтор дезлениЯр т.е, увеличить объем ПОЛОСТИ 15,, то Е 5ожно добиться весьма ппазной регулировки скорости разгрузки, получая .либо ВЕезапиый выброс угля i гааа,, либо дегайапию газа.

Измерению подлежат следующие основные параметры:

осевое усилие (тензодатчиками, наклеенными .на поверхность штока 4);

боковое давление в камере и- в полости 15 (индукционными мембранными датчиками);

деформации образца (тензодатчиками, наклеенными на образец, через электропровод 30);

расход и давление газа на входе и выходе системы (турбинные или камерные расходомеры, индукционные мембранные датчики).

Контролируется также усилие поджатия эластичной манжеты 13 к образцу. Технически возможно осуществить измерение деформации и на площадке образца в полости 15.

Для предотвращения проникновения жидкости по трещинам внутрь образца, последний покрывается. компаундом на основе эпоксидной смолы и отвердитепя.

Возможность создания в данном устройстве для моделирования широкой вариации видов напряженного состояния и регулируемьгх скоростей боковой разгрузки позволяет экспериментально на породах различной прочности изучить во м-ногом нерешенные вопросы о роли газа и горного давления в явлениях внезапных выбросов. Результаты можно использовать пля прогноза этих явлений в шахтах.

Представляется возможным проверить известную гипотезу о том, что горные удары на рудных месторождениях обусловлены превышением горизонтальной составляющей напряжений нац вертикальной и использовать результаты для предотвращения или снижения силы уцаров и стреляний на рудниках Ф-ирмула изобретения

Устройство для моделирования процесса внезапного выброса, включающее станину, камеру пля размещения испытьюаемого образца выполненную с отверстием для подачи компримированной среды в камеру, средства для создания

осевого давления и средства для подачи компримированной среды в камеру и создания перенапряженного состояния испытьтаемого образца и измерительные приборы, отличающееся

тем, что, с целью расширения диапазона применения и повышения точности за счет регулирования в широких пределах скорости высвобождения накопленной в испытьтаемом образце энергии, для гор)-

ных пород различной крепости, средство для подачи компромированной среды выполнено в виде, быстродействующего клапана, cocTosuuero из пустотелой втулки, вьтолненной с каналами для подачи

компримированной среды и с возможностью прижатия к испытьшаемому образцу, заполненной жидкостью под давлением и снабженной дросселирующей диафрагмой, а средства для создания осевого усилия

снабжены клиновым устройством, вьтолненным с возможностью переключения осевого давления с испытываемого образца на станину.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Ходот В. В. Внезапные выбросы угляи газа, М., 1961, с. 156-157.

2.Авторское свидетепьство СССР № 583319, кл. Е 21F 5/ОО, 1975

(прототип) . 15 17 2 13 1