А. Ф. Леонов, Л. Ю. Фролов, Л. Ю. Багреев, Д. В. Добрынин, Е. Д. Коренная*
Балтийский государственный технический университет, 198005 Санкт-Петербург Тульский государственный университет, 360626 Тула
Приведены результаты испытаний конструкции лазера на стекле, активированном неодимом, с оптической накачкой излучением сильной сходящейся ударной волны в аргоне. Для инициирования сходящейся ударной волны использован заряд конденсированного взрывчатого вещества с внутренней цилиндрической полостью. Приведена математическая модель, подтверждающая возможность оптической накачки излучением сходящейся ударной волны и генерации излучения.
Приведены результаты исследования в натурных условиях влияния монохроматических низкочастотных колебаний, генерируемых наземными источниками, на сейсмическую эмиссию нефтепродуктивных пластов. Обнаружен резонансный характер сейсмической люминесценции горных пород. Показана связь наблюдаемой резонансной картины с блочно - иерархическим строением среды.
Рассмотрены результаты исследования в натурных условиях процессов становления и релаксации сейсмической люминесценции горных пород, возникающей в нефтепродуктивном пласте при его нелинейном взаимодействии с вибросейсмическим полем малой энергии. Полученные данные имеют практическое значение для оптимизации режима и длительности воздействия на нефтяные залежи.
Изложены результаты экспериментальных исследований влияния геологических нарушений на удароопасность массива при подготовке и отработке технологических блоков. Установлены закономерности распределения динамических явлений и электросопротивления в массиве горных пород в районах тектонических нарушений при определённом порядке ведения горных работ, что позволяет оценить эффективность технологии добычи руды.
На основе результатов натурных наблюдений за изменением давления газа в угольных пластах, анализа усадки и набухания угля при сорбционных процессах описывается механизм формирования и развития газопроницаемых зон вокруг горных выработок и скважин. При этом показано, что движение газа в угольном пласте можно рассматривать как волну фильтрации со скачком сорбированного газа на фронте, совпадающем с движущейся границей газопроницаемой зоны. Выписан закон Гука, связывающий компоненты напряжений и упругих деформаций с учетом усадки и набухания угля при сорбционных процессах, протекающих в угольных пластах.
Предложена методика оценки коэффициентов бокового отпора qx, qy по сейсмологическим данным (траекториям главных напряжений или деформаций), использование которой для железорудных месторождений Горной Шории показало корреляцию с результатами натурных измерений. Для основных тектонических режимов (сбросового, сдвигового, взбросового) установлен диапазон изменения qx, qy, a также определены условия применения плоских моделей и соотношения, при которых возможна подвижка по разрывным нарушениям.
Строится модель полигональной системы трещин, которые образуются в плоском слое, подверженном неравномерному двухосному растяжению. Трещины могут развиваться из различных точек, координаты которых предполагаются случайными. Рассмотрено влияние областей разгрузки. После реализации модели изучаются статистические свойства полученных структур. Показано, что средние длина и размер блока – устойчивые характеристики.
Методом интегральных преобразований решена задача о взрыве в породном массиве цилиндрического заряда, расположенного вблизи дневной поверхности. Получены угловые диаграммы распределения скоростей смещений поверхности при падении продольной и поперечной волны. Предложена формула для определения массовой скорости на фронте взрывной волны по данным, зарегистрированным на свободной поверхности.
Рассмотрена задача о внедрении инструмента клиновидной формы в горную породу. Из ее решения в упруго - пластической постановке следует, что на продолжении оси клина в зоне упругости имеется область, где горная порода растянута в перпендикулярном оси направлении. Это определяет, согласно кинетической термо - флуктуационной теории прочности, образование и развитие микротрещин, ориентированных вдоль оси клина. Предложена компьютерная модель процесса случайного накопления микродефектов в нагруженном твердом теле. На ее основе разработан алгоритм для расчета образования и развития зародышевой трещины перед вершиной клина, длина которой определяется свойствами среды и параметрами внедряемого инструмента.
В рамках двухмассовой модели исследованы особенности движения грунтозаборного устройства по горизонтальной скважине к забою при безударном режиме работы его привода. Оценены реально достигаемые скорости самотранспортирования. Показана целесообразность безударного режима для повышения производительности устройства и его долговечности.