ОБОСНОВАНИЕ ИСХОДНЫХ ПАРАМЕТРОВ ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ГЕОМЕХАНИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В ЗАДАЧАХ ОЦЕНКИ БЕЗОПАСНОСТИ ПОДДЕРЖАНИЯ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК
- Деталі
- Батьківська категорія: Геотехнічна механіка, 2014
- Категорія: Збірник наукових праць "Геотехнічна механіка" Випуск-119
УДК 622.831.312 : 622.862.3
Авторы:
Яланский А.А., д-р. техн. наук, ст. науч. сотр.
Сапунова И.А, канд. техн. наук, ст. науч. сотр.
Слащев А.И., магистр, аспирант
Новиков Л.А., магистр
(ИГТМ НАН Украины)
Аннотация:
Для решения задач обеспечения устойчивости и безопасности поддержания горных выработок рассмотрены особенности задания в геомеханических моделях физико-механических свойств обводненных и газонасыщенных горных пород.
На базе анализа и обобщения закономерностей изменения физико-механических свойств пород под воздействием нагружения, обводнения и газонасыщения как основных факторов их разрушения установлено, что водонасыщение образцов пород приводит к полной потере сопротивления сжатию у 4 % известняков, 13 % песчаников, 62 % алевролитов, 89 % аргиллитов, при этом средние пределы сопротивления сжатию снижаются для алевролитов и аргиллитов в 2,5-2,6 раз, для песчаников и известняков – в 1,5 раза. Получены зависимости прочности горных пород на одноосное сжатие от глубины с учетом остаточной прочности разрушенных пород, при этом прочность водонасыщенных пород меньше, а коэффициент вариации больше, чем в естественном состоянии. Доказано, что при водонасыщении породы имеют больший разброс значений коэффициентов вариации, чем в сухом состоянии. Так для водонасыщенных песчаников и известняков этот показатель больше на 13,6-15,4 %, а для глинистых аргиллитов и алевролитов на 26,8-26,9 %, то есть прослеживается рост разброса прочности пород в результате водонасыщения на 44-58 %. Это позволило формализовать граничные условия для вычислительных экспериментов на уровне критических (минимально возможных) или усредненных параметров с учетом остаточной прочности пород.
Ключевые слова:
моделирование, геомеханика, физико-механические свойства пород, водонасыщенность, газонасыщенность, напряженно-деформированное состояние.
Список литературы:
1. Глушко, В.Т. Геофизический контроль в шахтах и тоннелях / В.Т. Глушко, В.С. Ямщиков, А.А. Яланский. – М.: Недра, 1987.
2. Турчанинов, И.А. Основы механики горных пород / И.А. Турчанинов, М.А. Иосиф, Э.В. Каспарьян. – Л. : Недра, 1989. – 488 с.
3. Баклашов, И.В. Механика подземных сооружений и конструкций крепей. / И.В. Баклашов, Б.А. Картозия. – М. : Недра, 1984. – 415 с.
4. Усаченко, Б.М. Охрана подготовительных выработок глубоких горизонтов шахт Западного Донбасса / Б.М. Усаченко, В.Я. Кириченко, А.В. Шмиголь. – М.: ЦНИЭИуголь, 1992. – 168 с.
5. Кирничанский, Г.Т. Исследование и разработка методов определения свойств горных пород и математического моделирования как основа прогнозирования устойчивости выработок : дис… канд. техн. наук : 01.02.07 / Кирничанский Георгий Тимофеевич. – Днепропетровск, 1979. – 204 с.
6. Усаченко, Б.М. Свойства пород и устойчивость горных выработок / Б.М. Усаченко. – Киев: Наук. думка, 1979. – 136 с.
7. Свойства горных пород и методы их определения / Е. И. Ильницкая, Р. И. Тедер, Е. С. Ватолин [и др.]. – М. : Недра, 1969. – 392 с.
8. Овчаренко, Б.П. Механизм трещинообразования в кровле угольных пластов / Б.П. Овчаренко. – Л.: Изд-во Ленинградского ун-та, 1983. – 172 с.
9. Глушко, В.Т. Ультразвук в разведочном бурении / В.Т. Глушко, П.К. Кучеба, А.М. Кущ и др. – Донецк: Донбасс, 1974. – 70 с.
10. Слащева, Е.А. Разработка методики экспресс-оценки напряженно-деформированного состояния породного массива вокруг геотехнических объектов: дис… канд. техн. наук: 05.15.11 / Е.А. Слащева. – Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2007. – 204 с.
11. Алексеев, А.Д. Физика угля и горных процессов / А.Д. Алексеев. – К.: Наукова думка, 2010. 424 с.
12. Zienkiewicz, О.С. (1971) Тhе Finite Element Method in Engineering Science, McGraw-Hill, New York.
13. Слащев, И.Н. Применение информационных технологий для повышения эффективности и безопасности горных работ / И.Н. Слащев // Уголь Украины. – 2013. – № 2. – С. 40-43.
14. Слащев, И.Н. Оптимизация информационной системы оперативного прогноза геомеханических процессов для поддержки принятия решений по безопасности шахт / И.Н. Слащев, В.Г. Шевченко, А.И. Слащев // Геотехническая механика: Межвед. сб. научн. тр. / ИГТМ НАН Украины. – Днепропетровск, 2013. – Вып. 112. – С. 129-144.
Об авторах:
Яланский Анатолий Александрович, доктор технических наук, старший научный сотрудник, ведущий научный сотрудник в отделе механики горных пород, Институт геотехнической механики им. Н.С. Полякова Национальной академии наук Украины (ИГТМ НАН Украины), Днепропетровск, Украина, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.
Сапунова Ирина Александровна, кандидат технических наук, старший научный сотрудник, старший научный сотрудник в отделе проблем разработки месторождений на больших глубинах, Институт геотехнической механики им. Н.С. Полякова Национальной академии наук Украины (ИГТМ НАН Украины), Днепропетровск, Украина, gtm.igtm@gmail.com
Слащев Антон Игоревич, аспирант, Институт геотехнической механики им. Н.С. Полякова Национальной академии наук Украины (ИГТМ НАН Украины), Днепропетровск, Украина, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.
Новиков Леонид Андреевич, инженер, младший научный сотрудник в отделе проблем разработки месторождений на больших глубинах, Институт геотехнической механики им. Н.С. Полякова Национальной академии наук Украины (ИГТМ НАН Украины), Днепропетровск, Украина, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.