Результат интеллектуальной деятельности: МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФИЗИЧЕСКОГО СХОДСТВА ИМИТИРОВАННОГО МАТЕРИАЛА ТЕЛА ЗАСЫПКИ РУДЫ

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Область применения изобретения

Настоящее изобретение относится к области экспериментальных технологий разработок засыпок, в частности, к полностью механизированному методу для определения имитируемого материала с физическим сходством тела засыпки руды.

Уровень техники

Благодаря широкому применению полностью механизированной технологии разработки засыпки руды в нашей стране интенсивно изучается воздействие окружающей горной породы на перекрывающиеся пласты породы. Основные методы изучения закона движения перекрывающихся пластов породы включают имитацию по физическому сходству, теоретический анализ и численную имитацию, среди которых метод имитации по физическому сходству рассматривается как наиболее прямой и эффективный. Механические свойства засыпного материала руды решающим образом влияют на успех технологии разработки засыпки. Если механические свойства материала тела засыпки руды могут быть точно сымитированы, то контроль за телом засыпки руды над перекрывающимися пластами породы и в текущем состоянии на месте может быть тщательно отражен, и точность эксперимента может быть значительно увеличена. По этой причине, отбор материала засыпки руды при фактическом производстве и улучшение метода засыпки можно в будущем оптимизировать. Поэтому крайне необходимо разработать метод определения имитируемого материала с физическим сходством тела засыпки руды.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Принимая недостатки предшествующего уровня техники, настоящее изобретение представляет собой простой, высокоточный, безопасный и надежный метод определения имитируемого материала с физическим сходством тела засыпки руды.

Настоящее изобретение относится к методу расчета массового соотношения засыпки-разработки в разработке засыпки руды, в том числе следующих этапов:

a. проведение теста на уплотнение на теле засыпки пустой породы с использованием вспомогательной машины для испытаний, запись значений нагрузки о и деформации ε в процессе загрузки и нанесения кривой 1 ε₀-σ₀ в отношении тела засыпки пустой породы в процессе уплотнения в качестве эталонной кривой;

b. установка высоты выемки модели с физическим сходством h и шаг выемки s, чтобы получить высоту блока засыпки h₁=h/n, где в уравнении коэффициент n является действительным числом не менее 1, то есть высота блока засыпки меньше или равна высоте выемки модели;

c. расчет размеров блока засыпки: установка длины до шага выемки s, ширины по сравнению с шириной модели с физическим сходством и высоты по отношению к высоте выемки h модели с физическим сходством;

d. выбор материалов двух категорий, такие как комбинированный блок категории 1 и комбинированный блок категории 2 блока засыпки, отдельно нарезая материалы обеих категорий в соответствии с размерами блока засыпки, а также отдельно складывая две категории материалов до соответствующей совокупной толщины, при этом достигая расчетной высоты тела засыпки, и записывая количество K кусков в каждой категории материалов при достижении расчетной высоты;

e. выполнение теста на неограниченное сжатие:

выполняя тест на неограниченное сжатие на комбинированном блоке категории 1 с использованием вспомогательной машины для испытаний, записывая нагрузку σ и деформацию ε в процессе загрузки и рисуя кривую 2 ε₁-σ₁ в отношении комбинированного блока из губки и тонкой древесной доски в процесс сжатия; а также выполняя тест на неограниченное сжатие на комбинированном блоке категории 2 с использованием вспомогательной машины для испытаний, записывая нагрузку σ и деформацию ε в процессе загрузки и рисуя кривую 3 ε₂-σ₂ в отношении комбинированного блока из губки, тонкой древесной плиты и обычного листа бумаги в процессе сжатия; а также

f. обозначение двадцать равностоящих точек на координатной горизонтальной оси, отдельно вычисляя сумму квадратов ошибок между кривой 1 ε₀-σ₀ и кривой 2 ε₁-σ₁, а также между кривой 1 ε₀-σ₀ и кривой 3 ε₂-σ₂, и выбор комбинированного блока, соответствующего кривой, которая соответствует формуле Σ (ε_i-ε₀)²≤0,5 в качестве имитируемого материала с физическим сходством тела засыпки руды; или

если ни одна из кривых не соответствует формуле Σ (ε_i-ε₀)²≤0,5, то увеличение количество кусков губки до K+1, K+2, K+3, … или K+i, осуществляют до тех пор, пока не будет отобрана кривая соответствующая формуле Σ (ε_i-ε₀)≤0,5.

Обе категории материалов описываются следующим образом: Одна категория образована губкой и тонкой древесной доской, где губка закреплена на тонкой древесной доске прозрачным скотчем, чтобы создать совокупную толщину блока засыпки, образованной губкой и тонкой древесной доской, равной h₁; а другая - губкой, обычным листом бумаги и тонкой древесной доской, где губка закреплена на тонкой древесной плите с прозрачным скотчем, чтобы создать совокупную толщину засыпки, образованной губкой и тонкой древесной доской, равной h₁/2, а затем нарезанный обычный лист бумаги фиксируется на блоке засыпки, образованной губкой и тонкой древесной доской, чтобы создать совокупную толщину блока засыпки, образованной губкой, тонкой древесной доской и обычным листом бумаги, равной h₁.

Губка представляет собой обычную губку толщиной от 1,5 см до 2,5 см.

Толщина тонкой древесной доски составляет от 2 мм до 4 мм.

Обычным листом бумаги является обычная бумага для печати А4 формата.

Высота выемки h модели с физическим сходством, как правило, не выше 5 см.

Положительные эффекты заключаются в следующем: Используя вышеупомянутые технические решения, настоящее изобретение может уменьшить погрешность, вызванную выбранным материалом засыпки во время эксперимента имитации по физическому сходству, а также может правильно спроектировать толщину подобных материалов, таких как губка, тонкая древесная доска и лист бумаги, гарантируя точность эксперимента имитации по физическому сходству для разработки засыпки руды.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ СХЕМ

ФИГ. 1 представляет собой схематическую диаграмму, показывающую производство имитируемого материала с физическим сходством тела засыпки руды в соответствии с настоящим изобретением; а также

На ФИГ. 2 показаны кривые напряжения-деформации в процессе уплотнения рудных засыпочных материалов в соответствии с примером настоящего изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Варианты осуществления настоящего изобретения более подробно описаны ниже со ссылкой на сопроводительные чертежи:

Вариант 1. В методе определения имитируемого материала по физическому сходству тела засыпки руды настоящего изобретения тестовый блок имитируемого материала по физическому сходству изготовлен с использованием различных комбинаций губки, тонкой древесной доски и обычного листа бумаги, а также тест на сжатие выполняется отдельно на тестовом блоке и фактическом рудном материале засыпки с использованием вспомогательной машины. Впоследствии данные обрабатываются путем создания карты, чтобы найти материал для имитации, который больше всего подходит в качестве фактического рудного материала засыпки.

a. Тест на уплотнение проводится на теле засыпки пустой породы (выбранном из засыпки пустой породы в угольной шахте) с использованием вспомогательной машины для испытаний, записываются значения нагрузки а и деформации е в процессе загрузки и составляется кривая 1 ε₀-σ₀ в отношении тела засыпки пустой породы в процессе уплотнения в качестве эталонной кривой;

b. Согласно размерам мощенной модели с физическим сходством, определяется, что высота выемки модели равна h, а шаг ее выемки равен s, чтобы получить высоту блока засыпки h₁=h/n, где в уравнении n - действительное число не менее 1, то есть высота блока засыпки меньше или равна высоте выемки модели.

c. Размеры блока засыпки расчитываются следующим образом: установка длины шага выемки s, ширины по сравнению с шириной модели физического сходства и высоты по отношению к высоте выемки h модели физического сходства. Исходные материалы включают губку, тонкую древесную доску, обычный лист бумаги и прозрачный скотч. Затем губка, тонкая древесная доска и обычный лист бумаги нарезаются в соответствии с размерами блока засыпки.

d. Губка натуральная, впитывающая до тех пор, пока ее кумулятивная высота становится больше, чем расчетная высота h₁ блока засыпки и в этом случае записывается количество K кусков губки.

e. Блок засыпки расчитан для включения двух категорий. Одна категория образована губкой и тонкой древесной доской, где на тонкой древесной доске прозрачным скотчем закреплена комбинация губок, чтобы создать совокупную толщину блока засыпки, образованной губкой и тонкой древесной доской, равной h₁. Другая из них образована губкой, обычным листом бумаги и тонкой древесной доской, где на тонкой древесной доске прозрачным скотчем закреплена комбинация губки, чтобы создать совокупную толщину засыпки, образованной губкой и тонкой древесной доской, равной h₁/2, а затем нарезанный обычный лист бумаги фиксируется на блоке засыпки, образованной губкой и тонкой древесной доской, чтобы создать совокупную толщину блока обратной засыпки, образованной губкой, тонкой древесной доской и обычным листом бумаги, равной h₁.

f. Тест на неограниченное сжатие выполняется с помощью вспомогательной машины для испытаний на блоке засыпки, образованной из губки и тонкой древесной доски, записываются напряжение σ и деформация е в процессе загрузки, а кривая 2 ε₁-σ₁ составляется в отношении блока засыпки, образованной из губки и тонкой древесной доски в процессе сжатия. Тест на неограниченное сжатие выполняется с помощью вспомогательной машины для испытаний на комбинированном блоке из губки, тонкой древесной доски и обычного листа бумаги, записываются напряжение σ и деформация ε в процессе загрузки, а кривая 3 ε₂-σ₂ составляется в отношении комбинированного блока, образованного из губки и тонкой древесной доски в процессе сжатия.

g. Двадцать равностоящих точек отмечены на координатной горизонтальной оси, а сумма квадратов ошибок между кривыми 1 и 2 и между кривыми 1 и 3 вычисляются отдельно. После расчета выясняется, что сумма квадратов ошибок между кривыми 1 и 2 меньше 0,5. Поэтому объединенный блок, соответствующий кривой 2, выбирается в качестве имитируемого материала с физическим сходством тела засыпки руды.

Вариант 2. Метод определения имитируемого материала с физическим сходством тела засыпки руды согласно настоящему изобретению включает в себя следующие этапы.

a. Тест на уплотнение проводится на теле засыпки пустой породы (выбранном из засыпки пустой породы в угольной шахте) с использованием вспомогательной машины для испытаний, записываются значения нагрузки σ и деформации ε в процессе загрузки и составляется кривая 1 ε₀-σ₀ в отношении тела засыпки пустой породы в процессе уплотнения в качестве эталонной кривой;

b. Согласно размерам мощенной модели с физическим сходством, определяется, что высота выемки модели равна h, а шаг ее выемки равен s, чтобы получить высоту блока засыпки h₁=h/n, где в уравнении n - действительное число не менее 1, то есть высота блока засыпки меньше или равна высоте выемки модели.

c. Размеры блока засыпки расчитываются следующим образом: установка длины шага выемки s, ширины по сравнению с шириной модели физического сходства и высоты по отношению к высоте выемки h модели физического сходства. Исходные материалы включают губку, тонкую древесную доску, обычный лист бумаги и прозрачный скотч.

Затем губка, тонкая древесная доска и обычный лист бумаги нарезаются в соответствии с размерами блока засыпки.

d. Губка натуральная, впитывающая до тех пор, пока ее кумулятивная высота становится больше, чем расчетная высота h₁ блока засыпки и в этом случае записывается количество K кусков губки.

e. Блок засыпки расчитан для включения двух категорий. Одна категория образована губкой и тонкой древесной доской, где на тонкой древесной доске прозрачным скотчем закреплена комбинация губок, чтобы создать совокупную толщину блока засыпки, образованной губкой и тонкой древесной доской, равной h₁. Другая из них образована губкой, обычным листом бумаги и тонкой древесной доской, где на тонкой древесной доске прозрачным скотчем закреплена комбинация губок, чтобы создать совокупную толщину комбинированного блока из губки и тонкой древесной доски, равной h₁/2, а затем нарезанный обычный лист бумаги фиксируется на блоке засыпки, образованной губкой и тонкой древесной доской, чтобы создать совокупную толщину блока засыпки, образованной губкой, тонкой древесной доской и обычным листом бумаги, равной h₁.

f. Тест на неограниченное сжатие выполняется с помощью вспомогательной машины для испытаний комбинированном блоке из губки и тонкой древесной доски, записываются напряжение σ и деформация ε в процессе загрузки, а кривая 2 ε₁-σ₁ составляется в отношении комбинированного блока из губки и тонкой древесной доски в процессе сжатия. Тест на неограниченное сжатие выполняется с помощью вспомогательной машины для испытаний на комбинированном блоке из губки, тонкой древесной доски и обычного листа бумаги, записываются напряжение а и деформация s в процессе загрузки, а кривая 3 ε₂-σ₂ составляется в отношении комбинированного блока, образованного из губки и тонкой древесной доски в процессе сжатия.

g. Двадцать равностоящих точек отмечены на координатной горизонтальной оси, сумма квадратов ошибок между кривыми 1 и 2 и между кривыми 1 и 3 вычисляются отдельно, а комбинированный блок, соответствующий кривой, которая соответствует формуле Σ (ε₀-ε₀)²≤0,5 избирается как имитируемый материал с физическим сходством тела засыпки руды.

h. Если ни одна из кривых не соответствует формуле 2 (ε_i-ε₀)≤0,5, а количество кусков губки увеличено до K+1, K+2, K+3, и шаги d к g повторяются до тех пор, пока не будет выбран блок засыпки, соответствующий формуле 2 (ε_i-ε₀)≤0,5.

Среди исходных материалов губка представляет собой обычную губку толщиной около 2 см; толщина тонкой древесной доски составляет около 3 мм; и обычный лист бумаги является обычной бумагой для печати А4 формата.

Высота выемки модели с физическим сходством тела засыпки руды, как правило, не превышает 5 см.