20.07.2018
В ходе возведения частного жилого здания и разработке интерьера, необходимо принимать во внимание все требования, которые...


20.07.2018
Биметаллическими радиаторами называют батареи, созданные из нескольких сплавов: стального и алюминиевого. Сталь применяют с целью...


19.07.2018
Гибка металла, в особенности, листового, считается технологичной процедурой, в ходе которой из прокатного листа можно получить ту...


18.07.2018
Металлические изделия самой разной функциональности для краткости называются метизы. Группа охватывает широчайший ассортимент,...


18.07.2018
Сегодня на рынке выбор покрытий для пола является попросту колоссальным, среди самых востребованных вариантов следует отметить...


17.07.2018
Инверсионная крыша является «кровлей наоборот». Если говорить простыми словами, то основным её отличием, сравнивая со стандартной...



Натуральные испытания угольных пластов под давлением

19.05.2018
Ранее речь шла о механических свойствах образцов угля, отобрать которые обычно возможно лишь из наиболее прочных пачек пласта. Пласты угля в большинстве своем имеют сложное строение, часто присутствуют пачки настолько слабые, что из них невозможно взять образцы. Кроме того, пласт разделяется плоскостями кливажа, слоистостью, по которым возникают подвижки в зонах опорного давления. Поэтому суждение о поведении пласта под нагрузкой и об условиях накопления в нем опасных концентраций напряжений может быть объективным только тогда, когда в основу берутся данные о механических свойствах пласта, полученные в натурных условиях. Уже в 1952 г. на шахтах Кизеловского бассейна были поставлены опыты по натурным испытаниям пластов угля с помощью гидродомкратов ДГ-200 (рис. 2). Перед опытами ставилась задача по определению сцепления и угла внутреннего трения по контактам угля и пород и по случайным поверхностям, по определению временного сопротивления сжатию, деформаций разгрузки при прорезании в пласте щели и деформаций пласта на разных стадиях нагружения.

Проведенные опыты явились первой попыткой натурных испытаний пласта в шахтных условиях. Было установлено, что на сильно напряженном угольном пласте сама разделка щели вызывает значительное снижение прочностных свойств пласта. Поэтому в дальнейшем такие опыты пришлось проводить только за пределами влияния зон опорного давления с тем, чтобы в какой-то мере ослабить влияние разделки щели.

Позднее при организации в Донбассе натурных испытаний пластов угля, опасных по внезапным выбросам угля и газа, Б.Я. Цыганов применил резиновые гидроподушки с заделкой их в щели с помощью быстросхватывающегося цемента. Он произвел разделение испытанных пластов по их способности к пластическим и упругим деформациям и показал, что чем меньше процент остаточной деформации по отношению к общей деформации, тем более хрупким является разрушение угольного пласта.

Аналогичные данные получены при использовании гидроподушек на шахтах Кизеловского бассейна. При этом вместо резиновых гидроподушек были применены медные. Установлено, что пласты, на которых происходят горные удары, при нагружении их нагрузками до 80% от разрушающих имеют более 50% упругих деформаций. Впоследствии оборудование для проведения натурных испытаний было усовершенствовано за счет применения специально разработанных давильных установок. На рис. 3 показан общий вид одного из опытов с применением давильной установки и характер получаемых результатов.

С помощью давильных установок удалось расширить натурные испытания в ряде бассейнов и месторождений, применить в опытах разные схемы нагружения и тем самым приблизиться к условиям естественного поведения пласта под нагрузкой.

Натурные испытания угольных пластов дают представление об относительных значениях механических свойств пластов в целом и в первую очередь о степени их удароопасности, способности «уходить» из-под нагрузки за счет развития псевдопластических деформаций. Надо, конечно, иметь в виду и известную ограниченность этого метода, особенно при испытании пластов, находящихся в условиях повышенного напряженного состояния. При образовании щели для размещения давильной установки угольный пласт в значительной степени может изменить свою характеристику, вплоть до полного разрушения.

Кроме того, возникают трудности раздельной оценки поля напряжений, обусловленного горным давлением, от полей напряжений, создаваемых разделкой щели и воздействием давильной установки.