Стенд для исследования процесса термомеханического разрушения горных пород Советский патент 1980 года по МПК E21C21/00 G01K17/06 

повышение точности проведения исследований и их ускорение.

Эта цель достигается благодаря тому, что стенд снабжен соединенной с породоразрушающим инструментом штангой, установленной с возможностью осевого перемеш;ения в вертикальной плоскости и взаимодействия с ударником и несущей тензодатчики для замера прямой и отраженной ударных волн, при этом приводы для перемещения источника тепла и штанги оперативно связаны между собой и с механизмом удержания ударника.

На чертеже показана принципиальная схема стенда, выполненного в соответствии с изобретением.

Стенд имеет опорную раму 1 и смонтированный на ней копер 2 со струнами 3, по которым перемещается ударник 4, и с механизмом 5 для удержания ударпика 4 в поднятом положении. Соосно ударнику 4 расположена в направляющих 6 корпуса 2 штанга-волновод 7 с закрепленными на ней тензодатчиками 8 и 9 соответственно для замера прямой и отраженной волн, подключенными к регистрирующей аппаратуре, например к катодному осциллографу. Штанга 7 оснащена породоразрушающим инструментом 10, контактирующим с образцом 11 горной породы. На опорной раме 1 посредством держателя 12 установлен источник 13 тепла, например плазматрон, имеющий возможность перемещения в горизонтальной плоскости относительно образца 11 горной породы.

Перемещение источника 13 тепла в горизонтальной нлоскости и щтанги.7 в вертикальной плоскости осуществляется при помощи гидроцилиндров 14 и 15 соответственно, которые посредством электрозолотников 16 и 17 соединяются с маслостанцией.

Оперативная связь цилиндров 14 и 15 между собой и механизма 5 удержания ударника 4 достигается с помощью реле 18 времени, соединенного токопроводами 19 с электрозолотниками 16 и 17 и приводом механизма 5.

Принцин работы стенда заключается в следующем.

На раму 1 стенда устанавливается образец 11 горной породы. Производится запуск источника 13 тепла и вывод его па рабочий режим за пределами рамы 1 стеида. Штанга 7 при этом поднята над образцом И породы. Включается гидроцилиндр 14, который перемещает источник 13 тепла с заданной скоростью относительно образца 11 горной породы. В результате происходит нагрев некоторой полосы на поверхности образца 11 породы. Через установленный с помощью реле 18 промежуток времени штанга 7 гидроцилиндром 15 опускается, прижимая породоразрущающий инструмент 10 к нагретой зоне образца И горной породы, после чего включается привод механизма 5 и ударник 4 сбрасывается, ударяя по штанге 7. Тензодатчики 8 и 9 производят запуск осциллографа и регистрируют прямую и отраженную ударные волны. Затем производится выключение источника 13 тепла, подъем штанги 7 и измерение объема и глубины лунки выкола в образце 11 горной породы.

Использование предлагаемого стенда в исследованиях позволяет решать научные и практические задачи, в частности:

-путем обработки осциллограмм прямого и отраженного импульса получать зависимости скорости и пути перемещения инструмента при внедрении, усилие и напряжения на контакте внедрения, КПД нередачи эиергии и ряд других параметров при различных температурных полях;

- изучать влияние параметров нагружения породы (скорости движения источника тепла, режимов его работы, энергии удара, формы и длительности ударного импульса и т. д.) на эффективность процесса разрушения;

-анализом полученных результатов оиределять рациональные параметры термотехнического разрушения, пути совершенствования термомеханических рабочих органов и режимов их работы, обеспечивающих наибольшую производительность разрушения при минимальной энергоемкости.

Формула изобретеиия

Стенд для исследования процесса термомеханического разрущения горных пород, включающий опорную раму, смонтированный на ней копер со свободно падающим удариргком и с мехаиизмом для его удержания в поднятом положении, породоразрушающий инструмент, воздействующий на образец горной нороды, и источник тепла, размещенный па опорной раме с возможностью перемещения в горизоитальной плоскости отиосительио поверхности образца горной породы, отличающийся тем, что, с целью повышепия точности проведения исследоваиий и их ускорения, он снабжен соединенной с породоразрушающим

инструментом штангой, установленной с возможностью осевого перемещения в вертикальной нлоскости и взаимодействия с ударником и несущей тензодатчики для замера прямой и отраженной ударных волн,

при этом приводы для перемещения источника тепла и щтаиги оперативно связаны между собой и с механизмом удержания ударника.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 395571, кл. Е 21С 21/00, 1972.

2. Галяс А. А. и др. Основы термомехаиического разрушения горных иород. Киев,

«Наукова думка, 1972, с. 180-182.