SU1539315A1

SU1539315A1 - Apparatus for field testing of rock

Info

Publication number: SU1539315A1
Application number: SU884388828A
Authority: SU
Inventors: Евгений Васильевич Лодус
Original assignee: Всесоюзный научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела
Priority date: 1988-03-04
Filing date: 1988-03-04
Publication date: 1990-01-30

Abstract

Изобретение относитс к горному делу. Цель изобретени - расширение функциональных возможностей устройства путем обеспечени дополнительных испытаний при циклическом деформировании породы. В цилиндрическом корпусе 1 перпендикул рно его оси установлен с возможностью вращени и осевого перемещени пуансон 2 с клиновым приливом 10. Привод перемещени пуансона 2 выполнен в виде штанги 3 с клиновым пазом 4, установленной соосно с корпусом 1 с возможностью осевого перемещени , и гайки 5, установленной на штанге 3 и опертой на корпус 1. Клиновой паз 4 штанги 3 контактирует с приливом 10 пуансона 2. Соосно со штангой 3 в корпусе 1 установлен черв чный винт 7 с приводом 8 вращени . Винт 7 соединен с черв чным колесом 9, установленным на пуансоне 2 с возможностью осевого перемещени . На штанге 3 установлена дополнительна подпружиненна гайка 11 и измерители 13, 14 нагрузки. На пуансоне 2 также установлен измеритель 6 нагрузки. Корпус 1 размещают в скважине 15. При статическом нагружении перемещение пуансона 2 осуществл етс путем вращени гайки 5 и воздействи паза 4 на прилив 10 при осевом перемещении штанги 3. Вращением гайки 11 задают режим испытаний при заданной нагрузке. Циклическое деформирование пуансоном 2 участка породы осуществл етс путем его вращени с помощью винта 7 через колесо 9. При этом осевое возвратно-поступательное перемещение пуансона 2 происходит за счет взаимодействи его прилива 10 с пазом 4 штанги 3. 1 ил.The invention relates to mining. The purpose of the invention is to expand the functionality of the device by providing additional tests for cyclic deformation of the rock. In the cylindrical body 1, perpendicular to its axis, a punch 2 with a wedge tide 10 is mounted for rotation and axial movement. The movement of the movement of the punch 2 is made in the form of a rod 3 with a wedge groove 4 mounted axially and a nut 5, mounted on the rod 3 and supported on the casing 1. The V-groove 4 of the rod 3 contacts the tide 10 of the punch 2. Coaxially with the rod 3 in the casing 1 is installed a worm screw 7 with a drive of 8 rotation. The screw 7 is connected to the worm gear 9 mounted on the punch 2 with the possibility of axial movement. An additional spring-loaded nut 11 and gauges 13, 14 of the load are mounted on the rod 3. On the punch 2 is also installed meter 6 load. The housing 1 is placed in the borehole 15. Under static loading, the movement of the punch 2 is performed by rotating the nut 5 and acting on the groove 4 on the tide 10 when the rod 3 is axially moved. Rotate the nut 11 to set the test mode for a given load. Cyclic deformation by the punch 2 of the rock section is carried out by its rotation with the screw 7 through the wheel 9. The axial reciprocating movement of the punch 2 takes place due to the interaction of its tide 10 with the groove 4 of the rod 3. 1 sludge.

Description

Изобретение относитс к горному делу, в частности к устройствам дл испытани прочностных свойств горных пород в массиве.The invention relates to mining, in particular to devices for testing the strength properties of rocks in an array.

Цель изобретени - расширение функциональных возможностей устройства (путем обеспечени дополнительных испызо таний при циклическом деформировании породы.The purpose of the invention is to expand the functionality of the device (by providing additional evaporation during cyclic deformation of the rock.

На чертеже показана схема предлагаемого устройства дл полевых испытаний горных пород.The drawing shows the scheme of the proposed device for field testing of rocks.

Устройство содержит цилиндрический корпус 1, пуансон 2, установленный в корпусе 1 перпендикул рно его оси с возможностью вращени и осевого перемещени , привод перемещени пуансона 2, выполненный в виде установпенной в корпусе 1 с возможностью осевого перемещени штанги 3 с клиновым пазом k и гайки 5, установленной на штанге 3 и взаимодействующей торцовой поверх ностью с корпусом 1, измеритель 6 нагрузки , установленный на пуансоне 2, черв чный винт 7 с приводом 8 вращени , установленный по оси корпуса 1, и черв чное колесо 9, установленное на пуансоне 2 с возможностью осевого перемещени и соединенное с винтом 7 На пуансоне 2 выполнен клиновой прилив 10, опертый на глиновой паз Д штанги 3.The device comprises a cylindrical body 1, a punch 2 mounted in the casing 1 perpendicular to its axis with the possibility of rotation and axial movement, a movement drive of the punch 2 made as installed in the body 1 with the possibility of axial movement of the rod 3 with a wedge groove k and nut 5, mounted on the rod 3 and the interacting end surface with the housing 1, the load meter 6 mounted on the punch 2, the worm screw 7 with the rotational drive 8 mounted on the axis of the housing 1, and the worm wheel 9 mounted on the pole with axial movement and connected to the screw 7; On the punch 2, a wedge tide 10, supported on the clay groove D of the rod 3, is made.

Дп испытаний в режиме заданных усилий устройство содержит также вторую гайку 11, установленную на штангеDP test in the mode of the specified effort, the device also contains a second nut 11 mounted on the rod

5five

о about

5five

00

5five

00

5five

3 пружину 12, установленную между гайкой 11 и корпусом, и два дополнительных измерител 13 и 1 нагрузки, установленных на штанге 3 между пуансоном 2 и гайкой 5 и между гайками 5 и 11 соответственно.3 a spring 12 mounted between the nut 11 and the housing, and two additional gauges 13 and 1 load mounted on the rod 3 between the punch 2 and the nut 5 and between the nuts 5 and 11, respectively.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Размещают корпус 1 устройства в скважине 15. Дл испытаний в режиме заданных деформаций при статическом нагружении вращают гайку 5 и путем осевого перемещени штанги 3 при взаимодействии клинового прилива 10 с клиновым пазом Ц штанги 3 перемещают i пуансон 2 и деформируют стенку скважины 15 до заданной деформации, величину нагрузки контролируют по измерителю Ь, После прекращени вращени гайки 5 деформаци стенки скважины 15 остаетс посто нной, падение нагрузки на измерителе 6 характеризует релаксацию напр жений в породе.Place the device body 1 in the borehole 15. For tests under the specified deformations under static loading, the nut 5 is rotated and, by axial movement of the rod 3, when the wedge tide 10 interacts with the V-groove C, the rod 3 moves the punch 2 and deforms the wall of the well 15 to a predetermined deformation, the load value is monitored by meter b. After the rotation of the nut 5 stops, the deformation of the borehole wall 15 remains constant, the load drop on the meter 6 characterizes the relaxation of stresses in the rock.

Дл перехода на режим испытаний при заданной нагрузке вращают гайку 11 и наблюдают за уровн ми нагрузки по показани м измерителей 1 и 13. Момент равенства усилий по показани м обоих измерителей 13 и k говорит о том, что вс нагрузка на пуансоне 2 создаетс посредством пружины 12, котора и обеспечивает посто нство нагрузки на деформированном элементе массива за счет упругой энергии.To switch to the test mode at a given load, the nut 11 is rotated and the load levels are monitored according to the indications of gauges 1 and 13. The moment of equality of efforts according to the indications of both gauges 13 and k indicates that the entire load on the plug 2 is created by means of a spring 12 which ensures the constant load on the deformed element of the array due to the elastic energy.

Дл перехода на режим циклического деформировани участка породы приводом 8 вращают черв чный винт 7 иTo switch to the cyclic deformation mode of the rock section, the drive 8 rotates the screw screw 7 and

колесо 9. При вращении колеса 9 пуансон 2 вращаетс вокруг своей оси, и клиновой прилив 10 взаимодействует с клиновым пазом k так, что пуансон 2 совершает осевые возвратно-поступательные перемещени и циклически деформирует исследуемый участок породы.wheel 9. When the wheel 9 rotates, the punch 2 rotates around its axis, and the wedge tide 10 interacts with the wedge groove k so that the punch 2 makes axial reciprocating movements and cyclically deforms the section of rock under study.

Переход на циклическое деформирование осуществл етс с режима как посто нных деформаций, так и посто нных нагрузок, в зависимости от задачи испытаний. После заданного числа циклов нагружени продолжают определение реологических характеристик элемента массива в режиме посто нных деформаций (релаксационные характеристики ) или в режиме посто нных нагру-/ зок (характеристики ползучести). При определении деформаций ползучести из- мер ют осевое перемещение штанги 3 и учитывают угол клиновой пары. По длине корпуса могут размещатьс несколько пуансонов, приводимых в действие общим черв чным винтом 7.The transition to cyclic deformation is carried out from the mode of both permanent deformations and constant loads, depending on the test task. After a specified number of loading cycles, the determination of the rheological characteristics of the array element is continued in the mode of constant deformations (relaxation characteristics) or in the mode of constant loading / creep (creep characteristics). In determining the creep deformations, the axial movement of the rod 3 is measured and the angle of the wedge pair is taken into account. Along the length of the housing several punches can be placed, driven by a common screw 7.

Предлагаемое устройство позвол ет выполн ть испытани при новом режиме воздействи на обследуемый элемент массива. Циклическое деформированиеThe proposed device allows testing with a new mode of action on the examined element of the array. Cyclic warping

го деформировани , позвол ет исследовать реологические свойства горных пород в услови х сложного силового воздействи на массив.This deformation allows one to study the rheological properties of rocks under the conditions of a complex force effect on the massif.

ф.ормула изобретени formula of invention

Устройство дл полевых испытаний горных пород, содержащее цилиндрический корпус дл размещени в скважине, пуансон, установленный в корпусе перпендикул рно его оси, привод перемещени пуансона, выполненный в виде штанги с клиновым пазом, установленной в корпусе с возможностью продольного перемещени , и гайки, установленной на штанге и опертой торцовой пр- верхностью на корпус и измерители нагрузки , отличающеес тем, что, с целью расширени функциональных возможностей устройства путем обеспечени дополнительных испытаний при циклическом деформировании породы , оно снабжено установленным в корпусе по его оси черв чным винтом с приводом вращени и черв чным колесом установленным на пуансоне с возможностью продольного перемещени и св занным с Черв чным винтом, при этомA device for field testing of rocks, comprising a cylindrical housing for placement in a well, a punch mounted in the housing perpendicular to its axis, a driving movement of the punch, made in the form of a rod with a wedge groove installed in the housing with the possibility of longitudinal movement, and a nut mounted on rod and supported end surface on the body and load measuring devices, characterized in that, in order to expand the functionality of the device by providing additional tests during the cycle eskom rock deformation, it is provided with a housing mounted on the axis of the worm screw with rotation of the drive and worm wheel mounted on the punch to be longitudinally movable and associated with the worm screw, wherein

-элемента массива, чередующеес с режи-30 пуансон установлен с возможностью вра- мом посто нных деформаций и посто н- щени и на нем выполнен клиновой при ных нагрузок, с режимом статическо- лив, опертый на клиновой паз штанги.-element of the array, alternating with mode-30 punch is installed with the possibility of constant deformation and constant rotation and on it is made of wedge loadings, with static mode, supported on the wedge groove of the rod.

Claims

SUMMARY OF THE INVENTION A device for field testing of rocks, comprising a cylindrical body for placement in a well, a punch mounted in a housing perpendicular to its axis, a punch moving actuator made in the form of a rod with a wedge groove mounted in the housing with the possibility of longitudinal movement, and a nut installed on ziggang and supported end surface on the housing and load meters, characterized in that, in order to expand the functionality of the device by providing additional During cyclic deformation of the rock, it is equipped with a worm screw mounted in the housing along its axis with a rotary drive and a worm wheel mounted on the punch with the possibility of longitudinal movement and connected with the Worm screw, while the punch is mounted for rotation and the wedge is made on it supported on the wedge groove of the bar.