Устройство для измерения параметров напряженного состояния горного массива

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯ НИЯ rOPFIOrO МАССИВА, содержащее корпус , заполненный жидкостью, измерительную крышку с рабочей мембраной отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и достоверности измерений за счет учета инвариантной характеристики напряженного состояния, корпус выполнен, в виде сферы с центральным отверстием, в котором установлена измерительная крышка, при этом диаметр d центрального отверстия сферы и рабочей мембраны определяются из соотношения d

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (i 9) (11) 1 А (51)4 Е 21 С 39/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ф© ъ,, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ н ABTopcHQMY свидетельств . :::-.-;. (21)3730523/22-03 (22) 19.04.84 (46) 30.07.85. Бюл. Р 28 (72) A.H.Òèì÷åíêî и А.Б.Макаров (7i) Московский государственный институт им. Серго Орджоникидзе

{53) 622,235(088.8) (56) Ямщиков исследования и процессов.

132.

Там же,с.

В.С. Методы и средства и контроля горных пород

N.: Недра, 1982, с. 131133-134. (54) (57) 1 . УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ. НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ ГОРНОГО МАССИВА, содержащее корпус, заполненный жидкостью, измерительную крышку с рабочей мембраной, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и достоверности измерений за счет учета инвариантной характеристики напряженного состояния, корпус выполнен. в виде сферы с центральным отверстием, в котором установлена измерительная крышка, при этом диаметр d центрального отверстия сферы и рабочей мембраны определяются из соотношения

d = (0,35-0,4) KD, где d — диаметр центрального отверстия и рабочей мембраны;

D ; диаметр корпуса-сферы;

" эмпирический коэффцциент, зависящий от жесткости мембраны.

2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что сфера выполнена из резинового материала.

11701

Составитель Г.Алексеева

Редактор М.Келемеш Техред А.Бабинец Корректор С.Черни

Заказ 4684/30 Тираж 482 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к горному производству и предназначено для оценки напряженного состояния срабатываемого горного массива.

Целью изобретения является повы- 5 шение надежности и достоверности измерения параметра напряженного состояния горного массива за счет учета инвариантной характеристики напряженного состояния. 10

На чертеже приведено схематичное иэображение разреза устройства по продольной плоскости симметрии, Устройство для измерения парамет- 15 ров напряженного состояния горного массива состоит иэ резинового однородного корпуса 1, выполненного в виде сферы с круглым центральным отверстием 2, отверстие закрыто ра- 20 бочей мембраной 3. Рабочая мембрана соединена с измерительной втулкой 4, состоящей из двух .свинчивающихся кольцевых частей. Бид соединения рабочей мембраны с измери- 25 тельной втулкой. зависит от материала, иэ которого они выполнены. Например, меди и бронзе соответствует пайка. При свинчивании измерительной втулки осуществляется фиксация ее кольцевыми частями кромки отверстия. Для гермитиэации этого соединения допускается использование клея.

Внутренняя полость 5 корпуса заполнена несжимаемой жидкостью, напри35 мер водой. С внешней стороны рабочей мембраны 3 в ее геометрическом центре, соответствующем точке максимального прогиба, крепится металлический. стержень 6, который расположен во внутреннем контуре индукционного датчика 7 линейных перемещений. Датчик линейных перемещений закреплен в измерительной

44 2 втулке 4 и связан с измерительным устройством посредством проводов 8.

Устройство работает следующим образом.

Для установки устройства в горном массиве пробуривается скважина, по ко" îðîé оно доставляется в точку измерений. Фиксация устройства в этой точке осуществляется при помощи твердеющего раствора, жесткость которого соответствует жесткости окружающего горного массива. Жидкость, заполняющая внутреннюю полость 5 корпуса 1, механически взаимодействует с окружающим горным массивом. Вследствие заведомо малой жесткости материала корпуса его участием в этом взаимодействии можно пренебречь. Тогда, если спстема жидкость-массив находится в равновесии, то можно утверждать, что давление в жидкости равно гидростатическому давлению горного массива. Величина давления в жидкости пропорциональна величине прогиба рабочей мембраны 3. При изменении давления в жидкости происходит перемещение металлического стержня 6, жестко связанного с рабочей мембраной. Величина этого перемещения измеряется индукционным датчиком 7 линейных перемещений, в основе которого лежит линейный дифференцирующий трансформатор и частотноимпульсный модулятор. Частотный сигнал через провода 8 передается на измерительное устройство, представляющее собой частотомер. По показаниям частотомера и соответствующей тарировочной зависимости определяют искомые параметры напряженного состояния горного массива.