Клименко Д.В. Определение параметров колебательного нагружения, инициирующего страгивание трещин в породном массиве

Деталі
Батьківська категорія: Геотехнічна механіка, 2016
Категорія: Збірник наукових праць "Геотехнічна механіка" Випуск-128

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ КОЛЕБАТЕЛЬНОГО НАГРУЖЕНИЯ, ИНИЦИИРУЮЩЕГО СТРАГИВАНИЕ ТРЕЩИН В ПОРОДНОМ МАССИВЕ

Клименко Д.В.

Клименко Д.В., магистр

(ГВУЗ «НГУ»)

 Анотація. При шахтному видобутку корисних копалин одна з найбільших небезпек є раптове катастрофічно швидке руйнування гірської породи. Як правило, таке явище відбувається при впливі на породу різних видобувних механізмів, які є джерелом пружних коливань в породному масиві. Руйнування порід можна трактувати як процес утворення тріщин. Таким чином, гірська порода знаходиться під впливом квазістатичного напруження, що обумовлене наявністю вироблення, і мінливого коливального навантаження. Зареєстровані акустичні коливання в гірській породі аналізуються відповідно до нормативних сейсмоакустичних методів. Однак критерії, що використовуються при цьому для прогнозу динамічних явищ, носять локальний характер і формулюються за результатами попередніх спостережень в конкретних умовах. Оскільки динамічні явища пов'язані з розвитком тріщин в породному середовищі необхідно визначення досить загальних умов, при яких коливальне навантаження генерує руйнування середовища з певними структурними порушеннями (тріщинами). Раніше на основі просторово-часового підходу до опису процесу руйнування була отримана узагальнена умова старту тріщин. Умова враховує дію як квазістатичного, так і коливального навантажень, однак області параметрів, при яких саме коливальне навантаження може привести до зростання тріщин, не досліджувалися. Визначення таких областей найбільш важливо з позицій розвитку акустичного прогнозу динамічних явищ.

Ключові слова. Тріщина, старт тріщини, амплітуда, коефіцієнт тріщиностійкості, критична довжина тріщини.

 Abstract. One of the greatest dangers is the sudden catastrophically rapid destruction of the rock during the mining minerals. As a rule, such a phenomenon occurs when different mining mechanisms work in mine. It is the source of elastic oscillations in the rock mass. The rock mass failure can be interpreted as a process of crack development. Thus, the rock is influenced by the quasistatic stress and the changing oscillational loading. Registered acoustic oscillations are analyzed in accordance with regulatory seismoacoustic methods in the rock. However, the used criterion for predicting dynamic phenomena is the local nature and is formulated according to the results of preliminary observations under specific conditions. Since the dynamic phenomena are associated with the development of cracks in the rock mass, it is necessary to define fairly general conditions under which the oscillational load generates the rock failure with certain structural joints (cracks). Early we got the generalized criterion of a crack initiation. The criterion takes into account the effect of both quasistatic and oscillational loadings. But the parameters regions for which the oscillation load can lead to the crack initiation have not been investigated. The determination of such regions is most important for development of an acoustic prediction of dynamic phenomena.

Keywords. Crack, crack initiation, amplitude, crack resistance, critical crack length.

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Правила ведення гірничих робіт на пластах схильних до газодинамічних явищ. Стандарт Мінвуглепрому України. - К.: 2005. – 224 с.

2. Головко, Ю.Н. Обобщенное условие страгивания трещины, инициированного колебаниями в породной напряженно-деформированной среде / Ю.Н. Головко, Е.А. Сдвижкова, Д.В. Клименко //. Вісник КрНУ ім. М. Остроградського. – 2017. – Вип. 1(102).

3. Morozov, N.F. Dynamics of fracture / N.F. Morozov, Y.V. Petrov // Springer-Verlag. Berlin-Heidelberg-New York, 2000. - P. 98

4. Николаевский, В.Н. Геомеханика и флюидодинамика / В.Н. Николаевский. - Москва: Недра, 1999. – 447 с.

5. Шашенко, А.Н. Геомеханические процессы в породных массивах / А.Н. Шашенко, Т. Майхерчик, Е.А. Сдвижкова. - Днепропетровск: НГУ, 2005. – 320 с.

6. Marcote, A. Dynamic elastic properties of coal / A. Markote, G. Mavko, M. Prasad // – Geophysics. – 2010. - Vol. 75. - № 6 (November-December 2010). – pp. E227 - E234.

7. Чеботарев, П.Н. Установление корреляционных взаимосвязей вязкости разрушения угольного массива с показателями его прочности / П.Н. Чеботарев // Известия ТулГУ. Технические науки. – 2012. - Вып. 9. - С. 88-92

8. Studying a crack initiation in terms of elastic oscillations in stress strain rock mass. / O. Sdvyzhkova, Yu. Golovko, M. Dubytska, D. Klymenko. // Mining of Mineral Deposits. - Dnepr: National Mining University (Dnepr, Ukraine). 2016. - Vol.10. - Issue 2. - pp. 72-77 

9. Гюнтер, Н.М. Сборник задач по высшей математике. // Н.М. Гюнтер, Р.О. Кузьмин . – 13-е изд. – М.: Лань, 2003. – 816 с.

REFERENCES

  1. Ministry of Coal Industry of Ukraine (2005), SOU 10.100174088.011-2005 Pravyla vedennya girnychykh rodit na plastakh skhylnykh do gazodynamichnykh yavyshch [SOU 10.100174088.011-2005. Rules of mining in seams prone to gas-dynamic phenomena], Kyiv, UA.
  2. Golovko, Yu., Sdvyzhkova, E. and Klymenko, D. (2017), «The generalized criterion of a crack initiation in terms of oscillations in stress strain rock mass», Bulletin М. Ostrogradsky KrNU, no.1.
  3. Morozov, N.F. and Y.V. Petrov (2000), «Dynamics of fracture», Springer-Verlag., Berlin-Heidelberg-New York - pp. 98
  4. Nikolaevsky, V. (1999), Geodinamika i fluidodinamika  [Geodynamics and fluid dynamics], Nedra, Moscow, RU.
  5. Shashenko, A., Mayherchyk, Т. And Sdvyzhkova, Ye. (2005), Geomekhanicheskiye processy v porodnykh massivakh [Geodynamic processes in rock massifs]. NMU, Dnepropetrovsk, UA.
  6. Marcote, A., Mavko, G. and Prasad, M. (2010), «Dynamic elastic properties of coal», Geophysics, Vol. 75, no. 6. pp. E227 - E234.
  7. Chebotarev, P.N. (2012), «The establishment of correlations crack resistance coal with indicators of its strength», News TSU. Technical sciences,- no. 9, pp. 88-92.
  8. Sdvyzhkova, O., Golovko, Yu., Dubytska, M. and Klymenko, D. (2016), «Studying a crack initiation in terms of elastic oscillations in stress strain rock mass». Mining of Mineral Deposits, Vol.10, no. 2, pp. 72-77 
  9. Gunter, N.M. and Kuzmin, R.O. (2003), Sbornik zadach po vysshey matematike [Collection of problems in higher mathematics], Lan, Moscow, RU.

_________________________________

Об авторе

Клименко Дина Владимировна, магистр, старший преподаватель кафедры высшей математики, Государственное высшее учебное заведение «Национальный горный университет» (ГВУЗ «НГУ»), Днепр, Украина, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

About the author

Klimenko Dina Vladimirovna, Master of Science, Senior Lecturer of the Higher Mathematics Department, State Higher Educational Institution “National Mining University” (SHEI “NMU”), Dnepr, Ukraine, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.