|
Рост глубины разработки определяет высокие геостатические напряжения, приближающиеся к предельным разрушающим. В этих условиях остаточная прочность пород при деформировании за пределом их прочности (запредельная) составляет существенную часть сопротивления массива и не должна пренебрегаться в расчетах его устойчивости и давления на крепь [1]
При ведении горных работ резко меняется естественная влажность и напряженное состояние массива, преимущественно, в сторону значительного уменьшения сопротивления слоев пород. Значительно уменьшаются прочностные характеристики вмещающих пород вблизи зон геологических нарушений и в зонах влияния от ведения очистных работ.
На основе запредельных характеристик угля и пород можно также прогнозировать их удароопасность, используя модуль спада (М). Эта величина определяет крутизну падающего участка диаграммы, "напряжения-деформация" (? - ?), подобно тому, как модуль упругости (Е) характеризует крутизну восстающей ветви.
При объемном сжатии с ростом бокового давления от 0 до 20 МПа уменьшается эффективный модуль спада (М) и увеличивается эффективный модуль упругости (Е). Соответственно происходит уменьшение показателя потенциальной удароопасности ? = М/E. Таким образом, потенциально опасным по горным ударам считают породы и уголь, когда ? > 1 [2].
Для получения запредельных характеристик каждого испытываемого (в лабораторных условиях) образца (O42-44 мм, h=84-88 мм) по методике ВНИМИ [3] используют в качестве источника, дозируемых нагрузок универсальную испытательную машину (пресс Р ? 200кН).
Ввиду необходимости одновременного дозирования и измерения двух компонентов предельного напряженного состояния дополнительно к испытательной машине (с ее дозирующим регулятором и силоизмерителем) применяется специальное нагрузочное устройство - стабилометр С-1 (БВ-21)
В лаборатории моделирования и физико-механических испытаний горных пород имеется камера БВ-21, а вот пресса с усилием P>200кН не было, поэтому в задачу данной работы входило изготовление такого пресса бригадой из трех человек. Об изготовление пресса будет изложено ниже, а пока остановимся на устройстве стабилометра (рис. 1)
Стабилометр БВ-21 представляет собой прочную герметичную камеру 1 с плунжером 2, оснащённую:
- устройством 3 ввода в камеру гидростатического давления компрессорного масла для задания, находящемуся в камере образцу "О" бокового давления ?min = q = ?2
- крышкой 4 камеры с закрепленным на ней динамометром 5;
- шприцем - емкостью 6 для заливки глицерина в полость плунжера и его капельного стравливания (для обеспечения постоянной скорости нагружения);
- поршневым устройством 7 с ручной винтовой подачей поршня для дополнительного нагнетания глицерина и задания нагруженному образцу продольной деформации обратного знака с целью определения модуля упругости породы;
- сливными емкостями (не показаны) для сбора утечки масла из камеры и из отверстия для выпуска из неё воздуха, а также утечки глицерина из предохранительного клапана шприц-емкости 6.
В состав стабилометра входят также:
- индикатор 8 часового типа ИЧ-10 для визуального контроля перемещения корпуса камеры 1 относительно её плунжера 2;
- конвергорезистор 9 для авторегистрации этого перемещения (если авторегистрация предусмотрена);
- датчик-экстензометр
|
На уровень вверх
Купить