Главная – Журналы – Поиск по журналам

Предлагается комплексный подход к прогнозированию параметров геомеханических процессов в породном массиве при отработке угольных пластов сложного строения. Для приведения в соответствие расчетных и натурных данных смещений кровли подготовительных выработок модернизирована формула для определения расчетного сопротивления вмещающих пород. Показаны результаты натурных наблюдений по изменению величин смещений пород кровли на реперных станциях в передовой выработке шахты “Юбилейная” при приближении к ней очистного забоя. Представлены соотношения, позволяющие прогнозировать величины смещений кровли передовой выработки в зависимости от расстояния до забоя.

Рассмотрены вопросы проходки и крепления выработок, пройденных в неустойчивых горных породах. Проведено моделирование напряженно-деформированного состояния массива горных пород и крепи при заполнении объема вывалов горных пород в кровле и бортах выработки фенольными смолами. Обсуждены результаты расчетов при увеличении высоты зоны вывалов в кровле выработки.

Приведен анализ геомеханических и геотехнологических особенностей освоения месторождений твердых полезных ископаемых Севера России и их отрицательное и положительное влияние на эффективность и безопасность горного производства. Представлены результаты исследований Института горного дела Севера им. Н. В. Черского СО РАН, направленные на решение задач по совершенствованию существующих и разработке принципиально новых, эффективных, экологически безопасных элементов инновационных геотехнологий, методов, технических средств добычи и переработки минерального сырья, максимально учитывающих специфические условия разработки месторождений твердых полезных ископаемых криолитозоны.

Рассмотрено геологическое строение месторождения “Макмал”, которое характеризуется метаморфическими, осадочными и интрузивными горными породами. Проанализированы физико-механические свойства горных пород (граниты, мраморы, окварцованные рудные тела, мраморизованные известняки, карбонатная брекчия, кварц-полевошпат и др.). В лабораторных условиях определены физико-механические свойства горных пород месторождения “Макмал”, отобранные из штолен № 6 и № 11.

Проведено экспериментальное исследование влияния угла напластования на прочностные свойства образцов сланца и алевролита слоистой структуры при нагружении срезом со сжатием. Образцы сланца и алевролита имели существенную анизотропию прочностных свойств при тестировании на сжатие и растяжение. Испытания проводились при различных вариациях углов ориентации слоев относительно оси образца Ψ и углов ориентации плоскостей среза Δ относительно напластования образца. Получены экспериментальные зависимости “предельное касательное напряжение τ - нормальное напряжение s” и величины сцепления С ₀ от углов Ψ и Δ. Установлено, что предел прочности и сцепление при срезе образцов сланца и алевролита слоистой структуры определяется комбинацией углов Ψ и Δ. Для образцов с углом напластования Ψ = 0° угол Δ оказывает значительно более существенное влияние на характер разрушения, чем значения нормальных напряжений. Для образцов с Ψ = 45° наблюдается комбинированный характер влияния угла Δ и величины нормальных напряжений на характер разрушения образцов. Для образцов с ориентацией углов напластования Ψ = 90° характер сдвига не зависит от угла Δ и определяется только величиной нормальных напряжений.

При проведении оценки НДС массива породного выступа Шерегешевского месторождения установлено, что зоны неупругих деформаций формируются вблизи отработанных пространств в юго-западной части целика. Показано, что расположение разгрузочных скважин на отм. + 195 м, обеспечивающих разуплотнение породного уступа в его периферических областях, вызывает дополнительную разгрузку массива. При этом происходит ослабление сжимающих горизонтальных напряжений в приграничной части выступа, соответствующие сдвигающие напряжения, сравниваемые со сцеплением массива, уменьшаются на 40 - 50 %, что приводит к снижению неупругих деформаций в породном выступе.

Проведена оценка влияния крупного тектонического нарушения на интенсивность сейсмических и геодинамических явлений. Установлена геодинамическая активность при отработке рудных участков Шерегешевского месторождения. Определены напряжения и зоны неупругих деформаций, энергия толчков в породном целике между рудными участками.

Представлены демонстрационные результаты расчета коэффициента шероховатости JRC для образцов горных пород в зависимости от положения профиля нарушения сплошности в условиях одноосной нагрузки. Для этого сканировались сдвиговые поверхности разрушения испытанных образцов. Используя дополнительную программную обработку, поверхности разрезали на множество профилей в направлении приложения нагрузки. В зависимости от среза для каждого профиля рассчитывался коэффициент JRC, затем определялось его среднее значение по всей поверхности, которое было рекомендовано для оценки шероховатости.

Решается задача о внедрении абсолютно жесткого индентора в виде круглого конуса в весомую горную породу (осесимметричная задача теории пластичности). Определяется предельная нагрузка, зависящая от угла внутреннего трения породы, сцепления, раствора угла при вершине конуса, веса породы. Приводится зависимость нагрузки от указанных параметров.

Ставится задача определения состояния массива пород вокруг выработки по данным одновременного измерения на ее контуре вектора напряжений Коши и вектора перемещений (задача Коши). Рассматривается запредельное деформирование. Полученное решение позволяет дать оценку оставшегося резерва прочности материала как на самом контуре выработки, так и вблизи его.