В работе предпринята попытка представить наиболее важные результаты экспериментальных исследований в области нелинейной геомеханики – бурно развивающегося в последние годы научного направления – c единых позиций в рамках концепции акад. М. А. Садовского о блочно - иерархическом строении массивов горных пород. Показана ключевая роль линейного коэффициента вложения геоблоков для смежных иерархических уровней; статистической характеристики средних расстояний между берегами трещин, отделяющих структурные блоки между собой, к диаметрам этих блоков; а также масштабного фактора явления зональной дезинтеграции горных пород вокруг подземных выработок в развитии нелинейных геомеханических процессов на различных иерархических уровнях: от атомарно - кристаллического и до планетарного масштаба. Формулируется ряд крупных научных проблем, решение которых требует особого внимания экспериментаторов и теоретиков. В данной части статьи затронутый круг проблем касается в основном анализа нелинейных квазистатических процессов.
Приведены исследования напряженно - деформированного состояния трех основных задач теории упругости для любой части массива пород, моделируемой полуплоскостью. Установлена интегральная связь между компонентами напряжений и смещений границы полуплоскости, что позволяет получить все компоненты в явном виде через граничные условия. Эти результаты дают возможность использовать натурные замеры напряжений и (или) смещений для восстановления деформирования в полуплоскости.
На основе решения обратных задач сейсмического зондирования предложен подход к определению свойств породного массива слоистой структуры акустическим прозвучиванием. Для скоростей волн в слоях и жесткостей межслоевых нарушений указаны способы выбора начального приближения, обеспечивающие сходимость итерационных процессов. Оценены параметры зондирующих сигналов и оптимальная длительность “выходного”. Показано, что межслоевые нарушения могут служить индикатором вариации внешнего поля напряжений в массиве.
Рассмотрены механизмы разупрочнения горных пород в слаботрещиноватом массиве при камуфлетных взрывах. Показано, что на малой (Н400 м) глубине за границей зоны радиальных трещин возможно локальное разрушение пород под действием окружных растягивающих напряжений при одиночном взрыве, а под действием сдвиговых напряжений в зонах суперпозиции волн – при групповом. На больших глубинах локальное разрушение и разупрочнение пород в указанной области возможно путем разрушения сдвигом в зонах взаимодействия взрывных волн.
Рассмотрены численные расчеты сдвижения горных пород и земной поверхности при разработке нефтяных месторождений на севере Пермской области методом конечных элементов с использованием разработанной ранее модели деформирования нефтяного коллектора под нагрузкой. Определены условия возникновения значительных оседаний поверхности. Установлены некоторые особенности сдвижения горного массива при наличии тектонических нарушений.
На основании численных расчетов получена формула, из которой следует, что при взрывах линейных зарядов объемы камуфлетных полостей получаются меньше, чем при взрывах сосредоточенных зарядов той же массы взрывчатого вещества (ВВ). Явление объясняется тем, что закон энергетического подобия действия взрывов выполняется приближенно.
Дана математическая постановка плоской задачи гидроразрыва в среде, обладающей прочностью (обобщенная модель Христиановича–Гиртсма–де Клерка). Учет прочности кардинально изменил характер заполнения трещины на ранней стадии роста, так что изменилось само определение начального состояния. Уравнения записаны в специальном безразмерном виде, при котором сохранены только существенные параметры задачи. Сформулированы критерии, когда прочностные либо фильтрационные свойства продуктивного пласта слабо сказываются на развитии трещины. Показано, что в рамках плоской задачи ГРП при неизвестной высоте трещины данные тестовых испытаний не позволяют судить о других ее размерах.
Приведены результаты экспериментальных исследований влияния формы и размеров блоков, ориентации их относительно заряда взрывчатого вещества на величину и форму зоны дробления, характер взрывного трещинообразования в блоках, структуру гранулометрического состава разрушенного материала, изменение крупности кусков в зоне дробления трещиноватой среды при взрыве цилиндрического заряда взрывчатого вещества.
Рассмотрен комплекс проблем проектирования подземной разработки рудных месторождений. Отмечены достижения отечественных горных наук в области совершенствования методов проектирования и расчета параметров подземных рудников. Сформулированы принципы развития теории проектирования горных предприятий на современном уровне.
Приведены особенности состояния подземных рудников, сформулированы основные принципы развития технологии добычи руд. Отмечается, что основным направлением совершенствования горных работ на месторождениях цветных металлов является освоение на базе комплексов самоходной техники систем разработки с закладкой твердеющими смесями с утилизацией отходов горно - металлургических производств. Для выемки малоценных руд в условиях больших глубин рассмотрены новые варианты сплошных камерных систем разработки, подэтажного обрушения с выделением остающихся в недрах породных включений. Для рудников черной металлургии региона показана целесообразность коренной реконструкции технологии с освоением системы разработки подэтажным обрушением с торцовым выпуском руды и комплексным применением самоходного оборудования.
Наш сайт использует куки. Продолжая им пользоваться, вы соглашаетесь на обработку персональных данных в соответствии с политикой конфиденциальности. Подробнее
400 м) глубине за границей зоны радиальных трещин возможно локальное разрушение пород под действием окружных растягивающих напряжений при одиночном взрыве, а под действием сдвиговых напряжений в зонах суперпозиции волн – при групповом. На больших глубинах локальное разрушение и разупрочнение пород в указанной области возможно путем разрушения сдвигом в зонах взаимодействия взрывных волн.