Способ моделирования взаимодействия крепи и массива

 

СПОСОБ МОДЕЛИРОВАНИИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ КРЕПИ И МАССИВА, включающий приложение к контуру крепи внешних сил, отличающийся тем, что, с целью повьЕиения достоверности и представительности испытаний, на крепи создают взаимно уравновешенну систему из активных и компенсирующих сил, а затем исследуют взаимодействие крепи и массива, уменьшая компенсирующие силы вплоть до контролируемого разрушения крепи, причем активные силы прикладывают в мягком, а компенсирующие - в жестком режимах нагружения и разгрузки. а СХ) vi

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„1041687 А

3(g>) Е 21 С 39/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

1 с н, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ / .;::.;,/

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ /

9 l (21) 3402654/22-03 (22) 26.02.82 (46) 15,09,83. Бюл. М 34 (72) Г. Г. Литвинский (71) Коммунарский горно-металлургичес- кий институт (53) 622,281.5 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Мо 335408, кл. Е 21 0 23/00, 1972 °2. Авторское свидетельство СССР

% 663398, кл. Е 21 Р 11/00, 1979 (прототип) . (54) (57) СПОСОБ МОДЕЛИРОВАНИИ

ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ КРЕПИ И МАССИВА, включающий приложение к контуру крепи внешних сил, отличающийся тем, что, с пелью повышения достоверности и представительности испытаний, на крепи создают взаимно уравновешенную систему из активных и компенсируюших сил, а затем исследуют взаимодействие крепи и массива, уменьшая компенсируюшие силы вплоть до контролируемого разрушения крепи, причем активные силы прикладывают в мягком, а компенсирую, шие - в жестком режимах нагружения и разгрузки.

1 1041

Изобретение относится к горной промышленности и, в частности, предназначено для использования при лабораторных и стендовых испытаниях грузонесущей способности крепи горных ыработок.

Известен способ испытания шахтной крепи, при котором в качестве внешнего силового механизма используется набор эластичных о х лочек (11

Недостатком этого способа является !0 необходимость создания мощного внешнего отпора и проведения испытаний только в жестком режиме заданной внешней нагрузки.

Наиболее близким по технической суш- 15 ности и достигаемому результату к предлагаемому является способ моделирова- ния взаимодействия крепи и массива, включающий приложение к контуру крепи внешних сил (2J

Недостатком этого способа является сложность создания заданного распределения нагрузок на крепь, невозможность применения способа для некольцевых крепей, Отпор поддерживающих элем ентов 25 остается неуправляемым, что исключает. воэможность изучения взаимодействия крепи с массивом s условиях неравномерных нагрузок с учетом перераспределения . в ней сил в режиме вэаимовлияющей де- З0 формации, что снижает достоверность и представительность испытаний.

Целью изобретения является повышение достоверности и представительности испытаний.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу моделирования взаимодействия крепи и массива, включающему . приложение к контуру крепи внешних сил, на крепи создают взаимно уравновешен- g0 ную систему из активных и .компенсирующих сил, а затем исследуют взаимодействие крепи и массива, уменьшая компенсирующие силы вплоть до контролируемого разрушения крепи, причем активные силы прикладывают в мягком, а компенсирующие — в жестком режимах нагружения и разгрузки.

На чертеже изображен вариант устройства для осуществления способа. . 50

Устройство состоит иэ испытуемой

KpBIIH 1, CHCT&l4hI f%fgpOQOMKp&TOB создающих активные силы 2 и компенсирующие силы 3, неподвижные упоры 4 испытательного cTBHQB, 55

Способ осуществляется следующим образом.

ВНИИ ПИ Заказ 7084/32

Филиал ППП "Патент", г.

687 2

Предназначенную для испытаний крепь

1 горной выработки помешают на испыта тельный стенд, предварительно разместив на ней точки приложения нагрузки. На этих участках крепи прикладывают равные и противоположно направленные активные 2 и компенсирующие 3 силы.

Взаимно уравновешенные силы на внешнем и внутреннем контуре крепи постепенно повышают до уровня предельной нагрузки, на действие которой хотят испытать крепь. Силы 2 прикладывают в мягком режиме нагружения (заданные перемещенияя). Нарушение крепи 1 активными силами 2 осуществляют, постепенно уменьшая компенсирующие силы 3 в жестком режиме . (заданные нагрузки) .

В процессе нагружения происходят деформации и смешения крепи 1, Если нагружаюшее устройство, создающее активные силы 2, принуждать работать с деформационно-силовой характеристикой, идентичной характеристике массива горныхпород (мягкий режим, падающая диаграмма нагружения), то по внешнему контуру крепи 1 самопроизвольно сформируется эпюра внешних нагрузок, моделирующая конкретные горно-геологические условия.

При этом на участках деформации крепи внутрь активные силы 2 будут меньше первоначальных, на участках деформации в сторону массива силы 2 возрастут, Когда грузонесушая способность крепи 1 на перегруженном участке будет исчерпана, появится пластический шарнир и изменится кинематическая схема взаимодействия крепи с массивом. Это отразится на законе распределения активных сил 2 и особенностях смешения контура, что позволяет зарегистрировать постадийное взаимодействие крепи с горным массивом, Исчерпание грузонесушей способности крепи является контролируемым и не сопровождается бурным лавинообразным разрушением конструкции.

Применение данного способа по сравнению с прототипом позволяет получить более достоверные результаты об особенностях работы изучаемой конструкции крепи в различных горногеологических условиях, проектировать оптимальные кинематические схемы крепи, определить рациональное сочетание грузонесушей способности и податливости крепи. Это повысит надежность проектных решений, снизит стоимость крепления и необходимость э ремонте н перекреплении горнык выра оток.

Ти аж 603 Подписное

Ужгород, ул. Проектная, 4