В.В. Адушкин1, В.Н. Опарин2,3 1Институт динамики геосфер РАН, Ленинский проспект, 38, 119334, г. Москва, Россия 2Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН, Красный проспект, 54, 630091, г. Новосибирск, Россия 3Новосибирский государственный университет, ул. Пирогова, 2, 630090, г. Новосибирск, Россия
Ключевые слова: Массив горных пород, блочно-иерархическое строение, нелинейные геомеханические процессы, приборно-измерительные системы, землетрясения, горные удары, взрывы, подземные выработки, борта карьеров, волны маятникового типа, сейсмособытия, система геомеханико-геодина-мической безопасности
Страницы: 3-46 Подраздел: Геомеханика
Представлен аналитический обзор научных исследований и технических разработок по созданию уникальных комплексов приборов и оборудования для моделирования и регистрации в натурных условиях нелинейных упругих волн и сопутствующих электромагнитно-эмиссионных процессов в напряженных массивах горных пород блочно-иерархического строения. Достигнутые за минувшее десятилетие результаты совместных экспериментальных и теоретических исследований ряда ведущих научных организаций РАН и ее региональных отделений, ведущих вузов страны в рамках выполнения междисциплинарных интеграционных проектов создают методологическую и приборно-измерительную базу для построения новых перспективных систем комплексного геомеханико-геофизического мониторинга техногенных землетрясений и горных ударов на рудниках и шахтах России — уникальных природных “лабораторий” для фундаментальных и прикладных исследований в области наук о Земле.
Ч. Циопин1,2, Ц. Циу1,3,4 1Школа гражданского строительства, Университет Чонкин, Chongqing 400045,China
2Главная лаборатория новых технологий строительства городов в горных районах, Университет Чонкин, Министерство образования Китая, Chongqing 400045, PR China
3Университет науки и технологий PLA, Nanjing 210007, China
4 Государственная главная лаборатория превентации катастрофических событий и ослабления последствий взрывов и техногенных воздействий, Университет науки и технологий PLA, Nanjing 210007, China
Ключевые слова: Подземный тоннель, явление зональной дезинтеграции, неевклидова модель, нарушенность массива
Страницы: 47-57 Подраздел: Геомеханика
В рамках неевклидовой модели описания деформированного состояния массива пород вокруг глубинных тоннелей круглого сечения разработана математическая модель явления зональной дезинтеграции с учетом стадийности трещинообразования, характеризуемой параметром нарушенности горного массива, связанного с длиной и плотностью микротрещин. Получены расчетные формулы и кривые, иллюстрирующие данное явление.
К. Ван, И. Пан, К. Ву
Ляонинский технический университет, Фуксин 123000, Китай panyish_cn@sina.com
Ключевые слова: Зональная дезинтеграция, отслаивание, самоорганизация, зона сдвига, выработка, зерно, поверхность контакта, матрица, доминирующие микроструктуры
Страницы: 58-71 Подраздел: Геомеханика
Предлагается упрощенная модель горной породы, состоящей из совокупности упругих зерен, необратимая деформация которой происходит на контактах зерен. Применение модели в численных расчетах показало наличие высоких сжимающих тангенциальных напряжений вокруг выработки, формирующих кольцевую структуру. Для зерен малого диаметра структура подобна процессам отслаивания, для более крупных зерен ее можно сравнить с зональной дезинтеграцией.
Э.И. Машинский, Г.В. Егоров
Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А. А. Трофимука СО РАН,
проспект акад. Коптюга, 3, 630090, г. Новосибирск, Россия
Mashinskii.EI@ipgg.sbras.ru
Ключевые слова: Микронеоднородные блочные среды, неупругость, нелинейность, скорости продольных и поперечных волн, трещиноватость, геостатическое давление
Страницы: 72-80 Подраздел: Геомеханика
Изучены скорости P- и S-волн в образце природного песчаника, находящегося под аксиальным давлением. Образец керна цилиндрической формы длиной 1 м и диаметром 0.08 м составлен из блоков разных размеров. Обнаружено аномальное поведение скоростей продольных и поперечных волн (4 – 6 кГц) при измерениях на базе всего образца, его отдельных блоков и в областях контакта между ними. Скорости волн на всем образце значительно меньше, чем в блоках. Межблочные контакты вызывают задержку времени и уменьшение скоростей волн. С уменьшением базы измерения вблизи контакта скорости нелинейно уменьшаются до аномально низких значений (сотни м/с). С увеличением давления на образец скорости VP и VS нелинейно возрастают, а задержка времени уменьшается. На зависимости ( VP / VS )( P ) имеется пик (около 1 МПа), который проявляется как в отдельных блоках, так и в целом образце. Аномальное поведение скоростей VP и VS предположительно можно объяснить влиянием неупругих процессов на микроконтактах блочной среды при распространении в ней акустических волн.
Л.М. Васильев, Д.Л. Васильев
Институт геотехнической механики им. Н. С Полякова НАН Украины,
ул. Симферопольская, 2-а, 49005, г. Днепропетровск, Украина
vdl_2007@mail.ru
Ключевые слова: Горизонтальные нормальные напряжения, горное давление, горные породы, сопротивление материала сдвигу, коэффициенты контактного и внутреннего трения
Страницы: 81-90 Подраздел: Геомеханика
Показано, что горизонтальные нормальные напряжения, растягивающие и сжимающие, в том числе и превышающие вертикальные, в массивах горных пород формируются контактным трением между их слоями.
А.А. Липин, Ю.П. Харламов, В.В. Тимонин
Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН, Красный проспект, 54, 630091, г. Новосибирск, Россия
Ключевые слова: Буровой снаряд, кольцевой пневмоударник, обратная циркуляция, очистной агент, циркуляцион-ная система, призабойный пакер, воздушная завеса
Страницы: 91-99 Подраздел: ГОРНОЕ МАШИНОВЕДЕНИЕ
Приведены результаты экспериментальных исследований пневмоударника с обратной циркуляцией очистного агента. Определены рациональные значения зазора между призабойным пакером и стенками скважины. Предложено техническое решение для повышения эффективности работы циркуляционной системы.
А.А. Ордин, А.А. Метельков
Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН, Красный проспект, 54, 630091, г. Новосибирск, Россия ordin@misd.nsc.ru
Ключевые слова: Оптимизация, прибыль, длина и производительность комплексно-механизированного очистного забоя, шахта
Страницы: 100-112 Подраздел: Технология добычи полезных ископаемых
Изложена постановка задачи и приведены аналитические решения оптимизации длины комплексно-механизированного очистного забоя по критерию максимума прибыли.
С.А. Неверов, А.А. Неверов
Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН, Красный проспект, 54, 630091, г. Новосибирск, Россия
Ключевые слова: Массив горных пород, торцовый и площадно-торцовый выпуск руды, глубина, напряженное состояние, устойчивость
Страницы: 113-122 Подраздел: Технология добычи полезных ископаемых
Методом конечных элементов решена задача о напряженном состоянии массива горных пород в выработках выпуска при торцовой и площадно-торцовой схемах извлечения отбитой руды под обрушенными породами. Описаны особенности распределения напряжений в зонах их концентраций и разгрузки в зависимости от способа подготовки горизонта выпуска руды на глубинах до 1.5 км.
С.А. Ермаков, А.М. Бураков
Институт горного дела Севера им. Н. В. Черского СО РАН, проспект Ленина, 43, 677980, г. Якутск, Россия s.a.ermakov@igds.ysn.ru
Ключевые слова: Россыпь, неоднородность, глинистость, качество запасов, переработка песков, моделирование условий отработки
Страницы: 123-131 Подраздел: Технология добычи полезных ископаемых
Россыпное месторождение долины р. Большой Куранах характеризуется сложностью горно-геологических условий и высокой степенью качественной неоднородности запасов. Моделирование условий отработки месторождения показало, что кластерный характер запасов сохраняется на всем простирании продуктивного контура. Значительное содержание глинистых фракций и большая доля мелкого золота затрудняют переработку песков и снижают извлечение металла. Предложен способ комбинированной переработки песков данного месторождения на основе процессов предварительной концентрации полезного компонента и намечены задачи дальнейших исследований.
С.В. Панишев, С.А. Ермаков
Институт горного дела Севера им. Н. В. Черского СО РАН, проспект Ленина, 43, 677980, г. Якутск, Россия s.v.panishev@igds.ysn.ru
Ключевые слова: Многолетнемерзлые породы, смерзание, температура пород, размер среднего куска, драглайн, производительность
Страницы: 132-138 Подраздел: Технология добычи полезных ископаемых
На примере разреза “Кангаласский” изложены результаты натурных наблюдений температурного режима по поверхности развала взорванных вскрышных пород в условиях последовательного обнажения забоя драглайна. Показана взаимосвязь производительности драглайна с температурой поверхностного слоя и размером среднего куска в экскаваторном забое.