Создано устройство для измерения деформаций на стенках горных выработок

Учёные НИУ «БелГУ» запатентовали устройство для измерения деформаций на стенках горных выработок Изобретение оценивает прогноз устойчивости состояния горного массива в горных выработках. Устройство разработано учеными кафедры прикладной геологи и горного дела Института наук о Земле НИУ «БелГУ» старшим преподавателем Сергеем Яцыняк и профессором, доктором технических наук Еленой Ермолович в сотрудничестве с учёным ОАО «ВИОГЕМ» Игорем Синицей. Проект получил поддержку программы стратегического академического лидерства «Приоритет-2030».

Оборудование обеспечивает технику безопасности на горных работах. Его применение позволяет оценить состояние проходимых горных выработок, дать прогноз их устойчивости и определить линейные деформации породного массива, возникающие от различных нагрузок: естественных, статических, динамических и механического нагружения при буровзрывных работах. Исследователи кафедры прикладной геологии и горного дела НИУ «БелГУ» и Лаборатории горного давления и сдвижения горных пород ОАО «ВИОГЕМ» успешно справились с задачей расширения арсенала устройств для измерения деформаций на стенках горных выработок. По словам Елены Ермолович, в сравнении с ранее представленными устройствами такого же назначения, разработка учёных НИУ «БелГУ» имеет ряд преимуществ. Такие результаты получены благодаря характерным особенностям, внесённым в конструкцию элементов установки.

«Нашей команде удалось создать более надежное и простое в эксплуатации устройство, позволяющее получать более достоверные измерения. Усовершенствованы конструктивные особенности самого анкера, которые позволят обеспечить его жесткое крепление в горном массиве», ‒ объяснила Елена Ахмедовна.

Предлагаемое техническое решение включает съёмные реперы, анкер и измерительное устройство. Сам анкер состоит из двух частей. Передняя часть выполнена из арматурного металлического стержня с наконечником с напаянными по окружности металлическими треугольниками. Это позволяет твердеющему раствору равномерно распределяться в шпуре по всей поверхности передней и хвостовой частей анкера с учетом его толщины. Хвостовая часть анкера выполнена из круглого металлического стержня с напаянными по окружности металлическими прямоугольниками. Это позволяет закреплять анкер в шпуре параллельно по отношению к его стенкам. Передняя и задняя части сварены дуговой сваркой, а съемный репер крепится винтовым соединением. Особенности разработанной конструкции существенно улучшают жесткость и надежность устройства, обеспечивают центрирование анкера в шпуре, как в горизонтальной, так и вертикальной плоскости. Это важно для установки анкера, так как хвостовую часть размещают в глубине массива. Предложенная конструкция не позволяет образовываться в шпуре пробкам и незаполненным полостям.

В отличие от предложенного учёными НИУ «БелГУ», ранее разработанные геомеханические устройства такого же назначения имеют ряд недостатков. Во-первых, наблюдательные реперы закреплялись на поверхности горной выработки, а не в глубине массива. Это приводит к недостоверным, неточным и искажённым данным в измерениях деформаций горного массива и определении действующих в нем напряжений. Во-вторых, анкер выполняется полностью из круглого металлического стержня, и устанавливается в выбуренном шпуре с применением твердеющей смеси. Такая конструкция не дает полноценного контакта металлического анкера с породным массивом, не позволяет при монтаже установить металлический анкер параллельно стенкам шпура, что приводит к неравномерному заполнению твердеющего раствора по длине шпура.