устройство для определения прочности горных пород в массиве

Формула изобретения

Устройство для определения прочности горных пород в массиве, включающее винтовую буровую штангу с резцом, механизм вращения и подачи на забой шпура, содержащий патрон, вращение которого передается упорной втулкой ходовой гайке, перемещающейся по центральному винту и создающей усилие подачи на резец, регистрируемое измерительным узлом, отличающееся тем, что измерительный узел включает динамометр высокой чувствительности, установленный в обойме с направляющими, причем обойма с направляющими крепится хомутом к опорной балке, при этом для закрепления устройства с массивом применяются две параллельные тяги, прикрепленные к анкерам стопорными болтами, регулирующими расстояние от опорной балки до массива.

Описание изобретения к патенту

Устройство для определения прочности горных пород в массиве относится к горной промышленности и предназначено для определения прочности (твердости) в массиве.

Известно устройство для определения прочности горных пород по заявке №94018290, МПК G01N 3/48, E02D 1/00, публикации 10.05.1996 года. Оно содержит корпус в виде двух соосно расположенных штанг, подвижно соединенных между собой муфтой, в одной штанге размещен подпружиненный ударник, во второй штанге размещен зонд-ударник, на конец второй штанги насажена обойма, внутри которой размещена пружина, обеспечивающая возможность осевого перемещения штанги относительно обоймы, указатель глубины внедрения выполнен в виде стержня и насаженной на него жесткой пружины с отогнутым концом, стержень одним концом жестко прикреплен к выступу обоймы, а другой конец стержня свободно пропущен через отверстие стойки, для замера величины внедрения индентора в породу используется линейка с нониусом, закрепленная на обойме, взводно-спусковой механизм включает рычаг взвода и курок. Недостатком устройства является ограниченность применения для весьма слабых и слабых пород.

Известен прибор А.Н.Кульбачного (Механические свойства горных пород. Сборник статей. - М.: ИГД АН СССР, 1959. - с.35-40), состоящий из патрона, имеющего торцевое отверстие для ввинчивания буровой штанги с резцом, упорной трубы, на противоположный от забоя конец которой навернута ходовая гайка, ходового винта, пропускаемого через ходовую гайку в упорную трубу, хомута и мессдозы. В шахтных условиях прибор устанавливается и закрепляется непосредственно в шпуре, в котором производится измерение. Недостатком прибора является невозможность определения прочности в весьма слабых и слабых породах.

Техническим результатом является расширение диапазона за счет возможности определения прочности в весьма слабых и слабых породах (рудах).

Технический результат достигается тем, что в устройстве для определения прочности горных пород в массиве, включающее винтовую буровую штангу с резцом, механизм вращения и подачи в забой шпура, содержащий патрон, вращение которого передается упорной втулкой ходовой гайке, перемещающейся по центральному винту, и создающее усилие подачи на резец, регистрируемое измерительным узлом, согласно изобретению измерительный узел включает динамометр высокой чувствительности, установленный в обойме с направляющими, причем обойма с направляющими крепится хомутом к опорной балке, при этом для закрепления устройства с массивом применяются две параллельные тяги, прикрепленные к анкерам стопорными болтами, регулирующими расстояние от опорной балки до массива.

Устройство поясняется чертежом, где показан общий вид в горизонтальной плоскости.

Устройство содержит винтовую буровую штангу 1 стандартного ромбического сечения, снабженную резцом, например, диаметром 40 мм, вращающуюся вручную с помощью механизма вращения и подачи, включающего патрон 2, имеющий отверстия под вороток. Вращение патрона 2 передается упорной втулкой 3 ходовой гайке 4, которая при этом перемещается по центральному винту 5 и создает усилие подачи на резец. Величина усилия подачи и толщина срезаемого резцом слоя руды зависит от шага резьбы в паре "ходовая гайка - центральный винт" (1÷3 мм). Усилие подачи передается центральным винтом 5 на измерительный узел, состоящий из динамометра 6 высокой чувствительности, который устанавливается в обойме 7 с направляющими 8. Вращение центрального винта 5 относительно обоймы предупреждает шпонка, при этом свобода перемещения винта в обойме вдоль оси устройства сохраняется. Обойма 7 с направляющими 8 крепится хомутом 9 к опорной балке 10. Для закрепления устройства с массивом применяются две параллельные тяги 11, прикрепленные к анкерам 12 стопорными болтами 13. Расстояние от опорной балки до массива регулируется в широком диапазоне стопорными болтами 14, что позволяет производить измерения на различном удалении от контура выработки. Анкера закрепляются в шпурах забивкой в деревянные пробки 15.

Подготовка устройства к испытаниям начинается с бурения центрального испытательного шпура на глубину, на которой намечается определить прочность массива, и двух шпуров глубиной 0,5÷0,7 м под анкера 12, на расстоянии, например, 0,25 м от центрального. После забивки анкеров на них монтируются тяги 11 с опорной балкой 10, на которой закрепляют динамометр 6 высокой чувствительности, механизм вращения и подачи штанги и винтовая буровая штанга 1 соответствующей длины. Сверление продолжается до стабилизации величины осевого усилия (обычно до 8 оборотов резца). Осевое усилие измеряется динамометром 6 высокой чувствительности. Прочность породы (руды) в массиве определяется по известной формуле:

f 0,005·

Благодаря такому исполнению устройство позволяет расширить диапазон измеряемых величин прочности горных пород (руд) в массиве, а также в несложном и надежном закреплении прибора на породном (рудном) обнажении в весьма слабых и слабых породах.