Главная – Журналы – Поиск по журналам

Для металлов, грунтов и горных пород рассматривается неассоциированная с пирамидой Треска - Кулона модель ползучести, определяющие соотношения которой содержат углы внутреннего трения и дилатансии. Предложена методика нахождения углов внутреннего трения и дилатансии по экспериментально полученным кривым ползучести на цилиндрических образцах в условиях сжатия с боковым давлением. При определении времени разрушения для различных скоростей необратимых деформаций и при разных уровнях начальных напряжений используются деформационный и энергетический критерии, которые могут применяться как к однородным, так и неоднородным напряженным состояниям при длительном действии нагрузок.

Внутренние механические потери (диссипацию энергии) в горных породах необходимо учитывать при анализе динамических явлений, происходящих в земной коре. Зачастую такие события имеют частоту ниже 1 Гц. Внутренние механические потери оцениваются коэффициентом потерь Q ^-1. Рэлеевская модель характеризует коэффициент потерь с учетом прямой и обратной зависимости от частоты. Проведены циклические испытания образцов горных пород различных типов и генезиса при изгибе по трехточечной схеме. Рассчитаны коэффициенты потерь для различных частот деформирования. Получены эмпирические зависимости коэффициента потерь от частоты в диапазоне 0.003 - 0.100 Гц, аппроксимированные рэлеевской моделью. Рассчитаны коэффициенты вариации и детерминации, характеризующие степень соответствия опытных данных и модели друг другу, сделан вывод об удовлетворительном соответствии рэлеевской модели потерь, указаны причины различий экспериментальных данных и теоретической модели.

Тепловой режим вертикальных стволов существенно влияет на состояние крепи и армировки и во многом определяет безопасность работы всего подъемного комплекса. Колебание температуры воздушного потока вызывает температурные деформации конструктивных элементов ствола. Поступление воздуха в шахтный ствол с отрицательными температурами происходит в зимнее время в результате отсутствия подогрева в воздухоподающем стволе и при реверсировании воздушных потоков в вентиляционном стволе. Как следствие, происходит охлаждение тюбинговой крепи и межтюбинговые швы раскрываются с увеличением водопритока в шахтный ствол сверх нормативного значения, что может привести к возникновению аварийной ситуации. Изучено влияние отрицательных температур на раскрытие швов тюбинговой крепи вследствие изменения напряженно-деформированного состояния геотехнической системы “тюбинговое кольцо - бетонная крепь - породной массив”. Разработана и реализована численная модель рассматриваемой геотехнической системы, позволяющая установить особенности распределения температуры и деформаций в тюбинговом кольце в период охлаждения.

Методами математического моделирования исследовано влияние хвостовика, устанавливаемого под насосным агрегатом, на интенсивность продольных вибраций, развивающихся в компоновке из насосно-компрессорных труб и насосного агрегата при работе установки погружного электроприводного центробежного насоса (УЭЦН). Использование хвостовиков длиной, равной 1/4 части длины волны, с доминирующей частотой продольных колебаний УЭЦН снижает в 2 - 3 раза интенсивность продольных вибраций на этой частоте, при этом диаметр труб хвостовика не имеет существенного значения. Применение таких хвостовиков в добывающих скважинах позволит повысить надежность работы и ресурс УЭЦН. Использование нагруженных хвостовиков с опорой на забой за счет прижатия хвостовика по спиралеобразной линии к обсадной колонне приводит к преобразованию продольных вибраций в хвостовике в переменные боковые напряжения в интервале продуктивного пласта, действующие на обсадную колонну и породу-коллектор в призабойной зоне скважины, повышения интенсивности продольных вибраций в насосном агрегате не происходит. Нагруженные хвостовики с опорой на забой при использовании УЭЦН обусловливают непрерывное вибрационное воздействие на продуктивный пласт, совмещаемое с процессом эксплуатации скважины, что способствует улучшению фильтрационных характеристик породы в призабойной зоне скважины.

Проектирование крепи подземных горных или тоннельных выработок зависит от геологического и горнотехнического поведения породного массива, при этом ключевыми параметрами являются значения рейтингов их устойчивости. Выполнен анализ существующей крепи в тоннелях, расположенных в Гималайской горной системе. Выявлено, что несущая способность крепи неодинакова: в некоторых случаях чрезмерная, в других - недостаточная. На основе измерений горнотехнических параметров в режиме реального времени и фактических геологических условий осуществлена проверка устойчивости крепи с помощью обратных расчетов, включающих классификацию горного массива по Бенявскому и индекс качества породы, найдена эмпирическая корреляция между ними. Существующие и модифицированные значения рассматриваемых рейтингов устойчивости пород показали значительный коэффициент корреляции.

Представлено обоснование метода динамической адаптации параметров буровзрывных работ (БВР) к условиям сложноструктурных месторождений, разрабатываемых открытым способом на основе объединенной зонной теории и теории импульса взрыва. Рассмотрены ключевые этапы развития подходов к расчету параметров БВР. Особое внимание уделено зонной теории разрушения горных пород, описывающей формирование зон деформации, трещинообразования и сейсмического воздействия в зависимости от импульса взрыва. Предложены расчетные формулы для определения импульса, радиусов зон разрушения и баланса энергии, направленные на рациональное дробление горных пород и минимизацию негативных эффектов. Подчеркивается необходимость внедрения интеллектуальных систем на базе искусственного интеллекта (ИИ), способных анализировать геологические данные в реальном времени. Разработаны принципы для создания интеллектуальных систем управления БВР, способных адаптироваться к изменяющимся горно-геологическим условиям. Это позволит повысить экономическую эффективность и промышленную безопасность БВР на горнодобывающих предприятиях России в условиях разработки сложноструктурных месторождений.

Для горных пород высокой крепости наиболее эффективен ударный способ их разрушения. Однако применение динамического способа разрушения горных пород возможно при оптимальных параметрах, выбор которых должен основываться на современных методах оценки сопротивляемости горных пород разрушению, зависящей от их свойств. Рассмотрены особенности динамического характера нагружения рабочего инструмента и предложена классификация методов динамических испытаний горных пород. Рекомендована методика проведения испытаний на дробимость пород. Дана оценка сопротивляемости горной породы разрушению динамическими нагрузками, главным критерием которой является объемный выход раздробленного материала фракции - 7 мм. Прочностные характеристики пород, полученные с помощью различных методов испытаний, сравнивались с оценкой сопротивляемости горных пород разрушению ударом по выбранному критерию. Результаты сравнения показали хорошую сходимость, достаточную для выполнения инженерных расчетов.

Проанализированы возможности и преимущества бестранспортной технологии вскрышных работ в составе комбинированных систем разработки сложноструктурных месторождений твердых полезных ископаемых. Отмечены особенности и целесообразность применения данной технологии при освоении месторождений с различными горно-геологическими и горнотехническими условиями, разработана методика и порядок определения ее рациональной доли в составе комбинированных систем разработки. Предложены ресурсосберегающие технологические схемы отработки экскаваторами-драглайнами массивов вскрышных пород на брахисинклинальных, обводненных и крутопадающих пластовых месторождениях. Рассмотрены наиболее значимые пути повышения эффективности использования бестранспортной технологии.

Приведены результаты изучения разнообразия, экологии и положения солонцеватых степей, характерных для Южно-Минусинской и Северо-Минусинской котловин. Солонцеватые степи были отнесены к двум классам: Agropyretea cristati и Festuco-Brometea. К первому классу отнесены ассоциации Achnathero sibirici-Stipetum krylovii (вариант Iris biglumis), Artemisio frigidae-Stipetum krylovii (вариант Achnatherum splendens), Zygophyllo pinnati-Stipetum krylovii и Allio ramosi-Stipetum krylovii (вариант Leymus ramosus). К классу Festuco-Brometea отнесена ассоциация Artemisio glaucae-Caricetum pediformis (вариант Plantago salsa ). В Южно-Минусинской котловине отмечены ковыльно-чиевые степи, они образуют сочетания с сообществами солонцов, полынно-злаковыми и ковыльными степями. Отдельными участками отмечаются солонцеватые варианты настоящих и сухих степей (чиевые и вострецовые сообщества). Пикульниковые степи распространены в более влажной Северо-Минусинской котловине и формируют сочетания с овсецово-ковыльными степями. Солонцеватые степи не образуют крупных массивов на территории Южно-Минусинской и Северо-Минусинской котловин. Их распространение в большей степени привязано к депрессиям соленых озер, растительность которых пострадала от сильной рекреационной нагрузки, поэтому солонцеватые степи значительно нарушены.

Выявлено синтаксономическое разнообразие лесной растительности боровых лент Обь-Иртышского междуречья. Проанализирован массив из 87 оригинальных и 152 опубликованных геоботанических описаний с использованием встроенного алгоритма TWINSPAN и ручной сортировки в программе IBIS. Установлено, что лесная растительность представлена 6 вариантами, 3 субассоциациями, 11 ассоциациями, 4 союзами, 4 порядками из состава 4 классов растительности. Класс Koelerio glaucae-Pinetea sylvestris включает 3 ассоциации ксеро-псаммофитных сосновых лесов с разреженным травяным ярусом, в котором преобладают степные и лугово-степные виды. Наиболее ксерофитные сообщества, отличающиеся высокой активностью псаммофитов, описаны как новая ассоциация Stipo borysthenicae-Pinetum sylvestris Chupina et Korolyuk ass. nov. Класс Vaccinio-Piceetea объединяет мезофитные сосновые леса, приуроченные к хорошо дренированным местообитаниям на кислых почвах. Он включает 5 ассоциаций, описанных из наиболее северного Бурлинского бора, ареал двух из них значительно расширен на основании представленных данных. Мезофильнотравяные сосновые леса класса Brachypodio pinnati-Betuletea pendulae включают две ассоциации. Заболоченные лесные сообщества отнесены к одной ассоциации класса Alnetea glutinosae. Проведена ординация синтаксонов с применением экологических оптимумов растений, показана важность фактора увлажнения почвы в дифференциации лесной растительности боровых лент.