Портал освітньо-інформаційних послуг «Студентська консультація»

  
Телефон +3 8(066) 185-39-18
Телефон +3 8(093) 202-63-01
 (093) 202-63-01
 studscon@gmail.com
 facebook.com/studcons

<script>

  (function(i,s,o,g,r,a,m){i['GoogleAnalyticsObject']=r;i[r]=i[r]||function(){

  (i[r].q=i[r].q||[]).push(arguments)},i[r].l=1*new Date();a=s.createElement(o),

  m=s.getElementsByTagName(o)[0];a.async=1;a.src=g;m.parentNode.insertBefore(a,m)

  })(window,document,'script','//www.google-analytics.com/analytics.js','ga');

 

  ga('create', 'UA-53007750-1', 'auto');

  ga('send', 'pageview');

 

</script>

Геомеханічні основи управління зоною зруйнованих порід навколо виробок для забезпечення їх стійкості на великих глибинах

Предмет: 
Тип роботи: 
Автореферат
К-сть сторінок: 
43
Мова: 
Українська
Оцінка: 

(2) при дотриманні умови, що в момент , одержуємо залежність між розміром зони зруйнованих порід ( ) і часом ( ), необхідним для утворення цієї зони. Такий підхід є традиційним, і при цьому не враховується зміна напруженого стану масиву порід, що руйнується при переміщенні фронту руйнування.

В покроковому рішенні задачі оточуючий виробку масив умовно поділяли на концентричні зони з кроком 0, 1 м. Послідовно визначали не лише час руйнування порід, наприклад, зони К-1, але і величину втрати суцільності в зонах, розташованих попереду фронту руйнування, що переміщується. Час руйнування порід в усіх зонах, окрім першої, визначали з урахуванням втрати суцільності порід при перерозподілі діючого ефективного напруження, пов'язаного з імітацією руху фронту руйнування порід. На кожному наступному кроці рішення задачі задавали граничні умови, що відображують зміну радіусу виробки, розмір вже зруйнованої зони і її опір.
Втрату суцільності порід до підходу фронту руйнування враховували з використанням принципу лінійного накопичування пошкодженності. Суттєвість його полягає в тому, що елемент масиву, який зазнав дії ефективного напруження тривалістю  , втрачає суцільність на величину  , де  – необхідний час для руйнування масиву при постійній дії ефективного напруження  . Для визначення часу руйнування порід в масиві, що оточує виробку, необхідно визначити значення параметрів функції суцільності А и n, що входять в залежність 3. Зміну міцностів порід в масиві у порівнянні з даними, отриманими при випробуванні зразків звичайно враховують через коефіцієнт структурного послаблення. Однак це дозволяє врахувати лише чисто механічну зміну міцності порід у зразку. Виконаний аналіз наявних даних випробувань порід у зразку на тривалу міцність показує, що зі зменшенням умовно-миттєвої міцності порід у зразку однозначно змінюється час до руйнування зразка при однаковому рівні його навантаження (мається на увазі відношення величин діючих напружень до допустимих, виходячи з величини тривалої міцності). В роботі запропонована методика врахування зміни часу руйнування порід в залежності від величини коефіцієнта структурного послаблення міцності порід в масиві у порівнянні з міцністю порід у зразку.
Рішення задачі виконувалося за допомогою програми “Зона” на ПЕОМ. Як приклад на рис. 4 наведені результати розрахунків ЗЗП навколо виробок, розташованих в масиві, поданих породами глинястого (1) і піщаного (2) сланцю при глибині розробки 1000 м. Аналіз графіків показує, що в заданих умовах до 90% величини ЗЗП формується протягом 30-40 діб.
Зіставлення фактичних і розрахункових даних, отриманих для різних умов показує, що розбіжності не перевищують 24%, Слід відзначити, що точність і вірогідність визначення фактичного значення розміру ЗЗП навколо виробок визначається величиною кроку установки глибинних реперів, а точність її визначення на поточний момент часу – від інтервалу часу між здійснюваними замірами.
Практичний інтерес представляє прогноз величин ЗЗП за часом в процесі її формування, що дозволить планувати оперативний вплив на природний хід геомеханічних процесів за допомогою технічних і технологічних способів. В результаті обробки результатів розрахунків отримана залежність, яка дозволить прогнозувати величину ЗЗП на будь-який поточний момент:
  (4)
де  - відносна величина ЗЗП на момент часу t;   – максимальна відносна величина ЗЗП на момент часу, що дорівнює тривалості її формування Т;  – коефіцієнт, що характеризує швидкість зростання ЗЗП  , 1/доб; Кн – коефіцієнт, що враховує збільшення швидкості зростання ЗЗП відносно її середньої величини.
Для обґрунтування способів ефективного управління станом породного масиву навколо гірничих виробок була зроблена оцінка ступеня впливу основних чинників (Н, R, R0, p, ) на величину ЗЗП. Кількісна оцінка ступеня впливу кожного чинника визначалась через показник Кr:
  (5)
де  и   – відповідно радіус ЗЗП при поточному (змінному) і середньому значеннях параметра, що викликає інтерес, м.
На рис. 5 наведені графіки, що характеризують ступінь впливу змін значень основних параметрів на величину ЗЗП.
Аналіз графіків показує, що по ступеню впливу на величину ЗЗП чинники розташовуються у такій послідовності: , Н, R, R0, p.
Найбільший вплив на величину ЗЗП, що формується має кут внутрішнього тертя порід (). Так збільшення  з 30 до 45 призводить до зменшення ЗЗП на 72%. Слід відзначити, що параметр  не є постійною характеристикою зруйнованих порід, а є показником, який характеризує стан зруйнованого породного масиву і залежить від типу порід, розміру і форми породних фрагментів ЗЗП, виду і міри напруженого стану зруйнованого масиву. На сьогодняшній день питання про залежність кута внутрішнього тертя зруйнованих порід від перерахованих чинників не є повністю вивченим.
Збільшення міцності порід, що вміщують виробку (R) з 50 до 114 МПа призводить до зменшення ЗЗП на 64%. Практична реалізація даної залежності пов'язана з вибором місця розташування виробки (розміщення виробки в більш тривких породах).
Збільшення залишкової міцності зруйнованого породного масиву навколо виробки (R0) з 5 до 20 МПа призводить до зменшення ЗЗП на 80%. Підвищення залишкової міцності (вантажонесучої спроможності) зруйнованих порід пов'язане з використанням анкерного кріплення, ін’єкційного зміцнення зруйнованих порід поєднуючими матеріалами, зміною виду напруженого стану зруйнованого породного масиву навколо виробки. Цей напрямок підвищення стійкості виробок є надто перспективним.
Збільшення опору кріплення до 0, 1 МПа викликає зменшення ЗЗП на 30%. Ця обставина говорить про те, що лише за рахунок
Фото Капча