Главная – Журналы – Поиск по журналам

Представлены результаты лабораторных исследований проницаемости и структуры рыхлой породы, укрепленной двухкомпонентной высокоэластичной полиуретановой смолой, в зависимости от способа пропитки и удельного расхода полимера. Испытаны два способа пропитки образцов реагентами: однорастворный - готовой смесью двух компонент смолы, и двухрастворный - последовательно отдельными компонентами со смешиванием в объеме породы. Показано, что снижение объемной доли смолы с 20 - 40 до 5 - 10 об. % приводит к образованию большого количества межзеренных пустот, сквозных фильтрационных поровых каналов и повышению коэффициента проницаемости породы на два-три порядка. Однорастворная пропитка готовым полимерным составом обеспечивает более низкую проницаемость образцов.

Проведено экспериментальное исследование распространения упругих колебаний при сжатии на прессе и ударных воздействиях образцов горных пород до разрушения. При ударном воздействии на образец регистрировался сигнал ускорения и рассчитывалась спектральная плотность, на основании которой определялись скорости упругих колебаний. Установлено, что при увеличении нагрузки до предразрушающего значения происходит увеличение скорости продольных и поперечных колебаний, причем скорость распространения поперечных колебаний возрастает более чем на 50 %. Расчет акустической добротности демонстрирует увеличение этого параметра на 70 %. Энергия микросейсмической эмиссии при предразрушающих нагрузках в 2 раза превышает энергию при малых нагрузках, при этом генерируются значительные по амплитуде спектральные составляющие, свидетельствующие об образовании крупных отдельностей.

Рассмотрен комплексный подход к определению возможных причин обрушения борта карьера “Железный” АО “Ковдорский ГОК”. Представлены данные радарного мониторинга IBIS, по которым спрогнозировано нарушение устойчивости. Выполнены и проанализированы расчеты устойчивости для данного участка борта. Показано, что при принятых прочностных свойствах могло произойти обрушение только верхнего уступа, так как коэффициент запаса его устойчивости менее 1.50. Потеря устойчивости могла быть следствием заниженных прочностных свойств прибортового массива в результате выветривания или возможного обводнения участка, либо обрушение могло произойти по разлому. Расположенное в непосредственной близости от обрушения промышленное здание не оказывало влияния на состояние устойчивости исследуемого участка. Даны рекомендации по установлению достоверных причин потери устойчивости.

Представлены результаты лабораторных исследований развития трещин гидроразрыва в неоднородном поле напряжений. Трещины создавались в системе двух и трех пересекающихся скважин в искусственных кубических блоках с длиной ребра 420 мм. Формируемый в месте пересечения скважин концентратор напряжений способствует началу процесса трещинообразования в его окрестности. При выполнении экспериментов максимальная сжимающая нагрузка на образец прикладывалась перпендикулярно плоскости, содержащей оси скважин. Установлено, что в таком поле напряжений система из трех скважин лучше стабилизирует трещину в указанной плоскости, чем система из двух скважин.

В шахтных стволах Верхнекамского месторождения в соляной (необводненной) части разреза наиболее распространена крепь из монолитного бетона и железобетона, которая должна обеспечивать необходимую несущую способность и водонепроницаемость в условиях ползучести вмещающих пород. Длительные наблюдения за состоянием крепи в период эксплуатации шахтных стволов показали формирование характерных закономерностей ее разрушения, вызванного реологическими свойствами соляного массива при действии горного давления. Оценка текущей работоспособности конструкций крепи и армировки шахтных стволов основывается на комплексном обследовании крепи, включая измерение трещин, площадей коррозионных зон и вывалов; уточнении фактических геометрических размеров крепи с помощью лазерных измерений; определении остаточной прочности крепи; математическом моделировании; определении интегральных показателей надежности конструкции. Предложена методика по определению категорий технического состояния бетонной крепи шахтного ствола, эксплуатируемого в условиях ползучести вмещающих (соляных) пород. Представлен пример применения предложенной методики, сделаны выводы по комплексу мероприятий проведения ремонтных работ.

Приведены две одномассовые модели бурильной колонны с разными способами воздействия на породу в забое: ударным и ударно-вращательным. Нагрузки, создаваемые ударником, передаются на породу через поступательно движущееся долото у первой модели и с возможностью вращения - у второй. Сила лобового сопротивления, действующая на долото, устанавливается в нелинейной зависимости от скорости погружения и кинематических величин, определяющих силовое воздействие на породу и влияющих на потерю ее прочности: начальной скорости ударов и модуля угловой скорости вращения долота. Найдены оптимальные начальные скорости ударов на заданной частоте их нанесения, обеспечивающие отсутствие возможностей кратковременных остановок-заклиниваний в погружении долота. Для указанных случаев погружения математически строго описан процесс ударного и ударно-вращательного бурения твердых пород. Приведены результаты численного моделирования.

На примере шести известняковых карьеров Пакистана рассмотрена зависимость размеров фрагментации отбитой породы от буровзрывных параметров и свойств пород. Полевые испытания включали в себя определение размеров фрагментации отбитой породы, фактической скорости бурения, параметров породного массива и буровзрывных параметров. Геомеханическими лабораторными испытаниями определены абразивность породы по методу LCPC, показатели скорости бурения и физико-механических свойств породы, буримость породы по методу NTNU/SINTEF. Для выявления зависимости использован регрессионный метод наименьших квадратов. На основе полученных результатов предложены три модели оценки размеров фрагментации отбитой породы по методу множественной регрессии. Точность разработанных многопараметрических моделей проверена статистическими показателями.

Определены параметры буримости и комплексный набор физико-механических свойств образцов горных пород, собранных в регионах Пакистана. Для расчета геотехнических показателей абразивности образцов, включающих абразивность по Шимазеку, индекс абразивности и твердость по Виккерсу, выполнен их петрографический анализ. Для проверки зависимости параметров буримости от физико-механических свойств и показателей абразивности породы выполнен однопараметрический регрессионный анализ. Выявлена корреляция параметров буримости с прочностью на одноосное сжатие. Установлено, что J-число Сиверса и скорость бурения существенно зависят от абразивности по Шимазеку. Разработаны многопараметрические линейные регрессионные модели для J-числа Сиверса, хрупкости и скорости бурения на основе физико-механических и петрографических свойств образцов пород. Подтверждена прогнозирующая способность предложенных моделей различными статистическими показателями.

Изучено влияние содержания каолина и базальта на характеристики геополимерного бетона (образцы K1 - K5). Время сушки образцов в форме куба составляло 4 ч при температурах 40, 50 и 60ºC, образцов в форме цилиндра - 9 ч при температуре 70 и 90 ºС. Наиболее прочным геополимером оказался образец K4 в форме цилиндра, высушенный при температуре 90 ºС, прочность которого составила 8.075 МПа. Плотность образца K2 в форме куба, высушенного при температуре 60 ºС, находилась в диапазоне 1.26 - 1.94 г/см³. Доминирующими соединениями в геополимерном бетоне являются кремниево-алюминиевые соединения, также в бетоне сформировались фазы кварца, анортита и мусковита.

Изучена частичная замена портландцемента на золу-унос с низким содержанием кальция при изготовлении закладочной смеси на металлорудной подземной шахте Китая. Установлено, что прочность на сжатие образцов смеси при частичной замене портландцемента на активированную золу-унос увеличилась. При доле активированной золы-уноса в составе связующего материала 29.8 %, выдержке 28 сут и соотношении связующего материала к хвостам 1 : 6 прочность на сжатие образцов закладочной смеси составила 3.9 МПа, превышая ее в 1.95 раза в образцах с содержанием только портландцемента. Частичная замена портландцемента на активированную золу-унос снижает затраты на производство закладочной смеси на 28.7 %, что дает значительную экономическую выгоду при ведении закладочных работ.