Способ определения зон разгрузкигОРНыХ ВыРАбОТОК МОдЕлиРОВАНиЕМ Советский патент 1981 года по МПК E21F5/00 

Изобретение относится к горной прс мышленности и может быть использовано для оценки влияния напряженного состояния горных пород на конфигурацию и раэмеры зоны разгрузки вокруг контура гор.ньпс выработок, в том числб и горных выработок, пр-жодимьпс по выбросоопасным горным породам. Известен способ определения безопасных зон разгрузки призабойной части выброс ООП ас в ого угольного пласта, включа ющий поинтервальное, через 0,5 м бурение шпура 42-43 мм в направлении проведения выработки, измерение скороста газовыделения не позже чем через 2-3 мин после окончания бурения на каж.-. дмл интервале бурения, при этом за размер безопасной зоны разгрузки принимают расстояние от груды забоя в глубину массива,на котором рост или постоянст во скорости газовыделения сменяются ее падением ij. Недостатком данного способа 5ГОЛЯЕется значительная трудоемкорть и повышенная опасность, Известен также способ определения зон разгрузки вокруг контура горной выработки моделированиет, включающий иэготовление образца из эквивалентных ма.териалов, размещение образца в уст ройстве для моделирования, нагревание осевое нагружение образца, разделение образца на сечения, получение по каждому сечешпо картин полос напряжений поляризационным методом к пересчет по ним напряжений образца методом подобия на ; натуру Г2.о Недостатком этого способа является сложность методики определения напряжений... Цель изобретения - упрощение способа определения напряжений. Поставленная цель достигается тем, что образец выполняют с отверстие, имитирующим горную выработку, после нагревания покрывают поверхность образ ца, за ж:ключенвем поверхности полостя имитирующей горную выработку, водоот тапкивающим составсм, создают однсюр менно с осевым ёоковое нагружениб образца, затем в полость, имитирую тую горную выработку заливают водоот тапкивающую жидкость, образец выдерживают во времени до полного запопнения парового объема материала образца и по заполненному водоотталкивающей нсид костью объему образца устанавливают размеры и конфигурацию зоны разгрзгзки, На фиг. 1 изображена устан жка для осуществления способа определения а(ны разгрузки вокруг контура генных выработок; на фиг. 2 - образец с полученной зоной разгрузки, разрез, . Способ осуществляют следующим образом. Из керна горных пород диаметром 76 мм отбирают образец длиной 140160 мм. Торцовые поверхности обрезают и сошлкфовывают на плоскости, параллельные друг другу и перпендикулярные его оси. Длина подготовленного образца 1 не превышает 120 мм, непаралп(ельность 0,1 мм по длине диаметра. Затем по оси образца просверливают полость 2 диамет ром6 мм длиной 7О-80 мм. Имитирующую горную выработку. Модель по Мещают -в сушильный шкаф и нагревают путал выдерживания при 105-115°С в течение 12-15 ч до полного высыхания. После ос тывания, всю поверхность модели, за исключением поверхности полости, покрывают двумя - слоями клея К-88 или БФ-2. К торцовой поверхности модели со стороны полости 2 (фиг. 1) приклеивают шайбу 3 соосно с полостью 2. Затем, модель приклеивают к Патрону 4, который соединен резьбой с крышкой 5 герметичной камеры 6. Всестороннее нагружение модели осуществляют путель осевого и бокового нагружэния. Осевое давление ( 3 ) создают подачей масла насосом 7 в камеру 6 под поршень 8 под довпени йу1 . Давление, создаваемое насотом, кон ролиругот при помощи манометра . Подпятник 10 приж1гмается к модели 1 . Боксюое давление ( б,, бз ) на модель 1 создают путем подачи в камеру 6 под давлением через патрубок 11 . Изменяя давление масла в камере 6 или под поршнем 8, создают объемно-напряженное состояние по схеме (6. i Водоотталкивающую жидкость (веретенное масло) подают в полость 2 через отверстие 12, имеющее ся в крьпике 5 камеры 6 путем отщйлпк крана 13 сосуда 14, укрепленного на штативе 15 так, что отверстие, кз которого вытекает водоотталкиваюпия даидкость соосно с полостью 2 образца 1 , После создания объемно-напряженного состояния в полость 2 через отверстие 12 заливают водоотталкивающую жидкость (веретенное масло) в объеме 6-1О см и модель выдерживают под нагрузкой в течение 1О-12 ч. За это время весь ильтрационный вокруг полости 2 пропитъшается маслом (водоотталкивающей жидкостью). Размеры фильтраци1онного объема горных пород зависят от напряженного состояния, под которьм находится модель и определяются изолинией равных напряжений вокруг полости порядка 50 кгс/см. При этом . значении напряжений проницаемость горных пород практически равна нулю. Поэтому проникновение масла в объем модели ограничивается изолинией напряжений порядка 50 кгс/см . Размеры зоны разгрузки соответствуют размерам фильтрационного объема моде ли под нагрузкой. После выдержки модели под нагрузкой удаляют остатки масла из полости 2 с помощью ватного тампона и модель разгружают. Модель распили ают по вертикальным плоскостям. Для предотвращения испарения водоотталкивающей жнакости поверхность обильно смачивают водой, при этом объем, заполнен ный водоотталкивающей жидкостью , не смачивается, и граница 16 его со смоченной поверхностью становится видна невооруженным глазом (фггг. 2). Произволдят зарисовку конфигурации этой rpaHifды по отношению к контуру выработки модели полости 2 в масштабе модели. Расстояние от контура полости 2 до гр&ницы 16 и будет размер зоны разгрузки в масштабе модели. Пользуясь известными уравнениям и подобия пересчитътают эти расстояния в натуру и получают искомые размеры зоны разгрузки вокруг контура горных выработок. Применение водоотталкивающей жидкости позволяет сразу же после разреза модели получить конф.игурацию и р азмеры зоны разгрузки путем зарисовки или фотографирования объема, заполненного водоотталкивающей жидкостью. Такая последовательность определения зоны разгрузки, вокруг контура горной выработки упрощает методику измерений. За счет упрощения мет одики измерений сокращается время опредепения зоны разгрузки в 8-.1О раз. Формул а изобретения Способ опредепения зон разгрузки вокруг горных выработок мрпепирсжанием, включающий изготовпение образна, раамешение его в устройстве дпя модепнрованвя, нагревание, осевое нагружение . обраапа, разделение, образца на сеченвй, получение по каждому сечению I картин полос напряжений и пересчет по ним напряжений образца методом подобия, на натуру, о т л к ч а ю щ и и с я тем, .чтю, с целью упрощения способа определения напряжения, образец выполняют с ог« верстиетл, имитирующим горную выработку после нагревания покрьшают поверхность образца, за исключеннем поверкности полости, имитирующей горную выработку, во

Фу./ доотталкивающим составом, создают одновременно с осевым боксжое нагружение образца, затем в nonocTbj имитирующую , горную выработку, запивают водоотталютвающую жидкость, образец выдерживаю во времени до полного заполнения парового объема материала образца и по заполненному водоотталкзшающ жидкостью объему образца згстанавливают размеры и конфигурацию зоны разгрузки. Источники информация принятые во внимание: при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР № 588389,кп. Е 21Р 57о6,1974, 2. Ворисенко ex. и Комский Е.И. Расчет на прочность эпементов блоков при ра аботке рудных месторождений. Киш, Техника, 1970, с. 9-20 (прототип).. .;