Влияние геологических факторов на параметры волновых полей при решении задач шахтной сейсморазведки

Изложены результаты анализа волновых полей, используемых для прогноза горно-геологических условий залегания угольных пластов с помощью методов шахтной сейсморазведки. Представлены установленные в ходе исследований характерные структуры волновых полей и обобщенные характеристики волновых пакетов различной природы.

Исследование кинетики гидратации раствора НРС методом ЯМР спектроскопии

При подземной разработке полезных ископаемых в ряде случаев применение невзрывных методов разрушения позволяет быстро и безопасно решать острые производственные задачи. Один из таких способов основан на использовании невзрывчатых разрушающих смесей (НРС). Важнейшей практической задачей применения НРС в условиях подземных горных выработок является управление процессом разрушения пород. Несмотря на сорокалетнюю историю этих композиций, до сих пор не было системных исследований и разработок, ориентированных на применение НРС в подземных горных выработках. Повышение эффективности их работы должно основываться на регулировании скорости протекания процесса гидратации. В этом ключе исследование кинетики гидратации НРС и ее изменение при введении химических добавок является важной научной задачей. Эксперименты проводились на автодинном ЯМР-спектрометре: использована дифференциальная методика регистрации спектров. Установлены закономерности изменения фазового состояния воды в растворе НРС в процессе его гидратации по формируемому спектру ЯМР водорода и определено влияние химических добавок на этот процесс, что являлось задачей исследований. В качестве регулирующих добавок применяли пластификатор СП-6, этановую кислоту и гумат натрия. Исследовали процесс в жесткой (стеклянная пробирка) и податливой (пробирка из фторопласта) системах. Анализ результатов проведенных исследований и теорий гидратации извести В. В. Осина и Ребиндера показывает, что можно выделить четыре характерные стадии работы НРС на основе оксида кальция. Проведенные исследования позволили установить взаимосвязь стадии гидратации НРС с фазовым состоянием раствора и, соответственно, с саморасширением твердеющей системы. Установлено, что гидратационное твердение и саморасширение происходит по-разному в образцах НРС в свободном состоянии и при ограничении объемных изменений. Выявлено влияние различных добавок на протекание процесса гидратации.

Вдосконалення методів ущільнення календарного плану проекту прогнозу і розвідки малоамплітудних порушень

Розроблено метод управління проектом розвідки і переходу малоамплітудного порушення на основі трансформації оперативного управління у тактичне. Метод реалізується завчасною проходкою розвідувально-перехідної камери, покрівля якої посилюється анкерним кріпленням і наливними тумбами з синтетичного матеріалу, який легко руйнується виконавчим органом очисного комбайну.

Влияние стохастической изменчивости свойств горных пород на геомеханическое состояние протяженных выработок

Разработана методика оценки устойчивости горных выработок, которая позволяет учесть на основе многофакторного анализа неоднородность породного массива, что проявляется в стохастическом разбросе свойств вмещающих пород.

Эволюция зон повышенного горного давления в процессе отработки свиты сближенных угольных пластов

Согласно результатам компьютерного моделирования перераспределения горного давления в процессе развития очистных работ в свите сближенных угольных пластов установлен эффект подражания, который заключается в сохранении формы зоны ПГД после ее непосредственной под или надработки и увеличении коэффициента концентрации напряжений при побочной под- или надработке.

Совершенствование критерия для оценки устойчивости пород почвы выработки

На основании базового решения задачи по критическому радиусу зоны неупругих деформаций, как критерия пучения пород почвы горных выработок, предложен более практичный критерий, основанный на критическом значении сдвижений пород почвы. Приведены зависимости критической величины сдвижений почвы показателя условий разработки и коэффициента бокового распора массива. Показаны направления обеспечения устойчивого состояния пород почвы выработок.

Анализ стохастических условий поддержания подготовительных выработок в сложных горно-геологических условиях

Разработана методика количественной оценки условий для поддержания выемочных выработок с учетом естественного разброса механических свойств массива. Методика учитывает все имеющиеся данные об испытаниях пород на прочность, и положение сечения выработок относительно вынимаемого угольного пласта.

Investigation of breaking probability of detonation process in blast-hole charges

The results on the researches of the influence of the process going on under the detonation of component blast-hole charges are give in this article. The limit number of joints between explosive charges is established that with 99 % probability results in the failure of detonation.

Обоснование ширины целика при подготовке запасов спаренными выработками

Приведены результаты наблюдений за деформированием массива в целике в момент проведения одиночной выработки. Полученные результаты используются для обоснования оптимальной ширины межштрекового целика при реализации идеи подготовки выемочного столба спаренными выработками. Установлено, что для сохранения остаточной прочности пород в целике необходимо осуществить мероприятия по его армированию.

Імітаційне моделювання армуванням щебенем лесового грунтового масиву енергією вибуху

Розглянуто можливість підвищення несучої здатності лесового грунтового масиву за допомогою впровадження в нього жорсткого заповнювача енергією вибуху системи подовжених зарядів. Виконано порівняння широко застосованих еталонних ВР та нових сумішевих ВР.

Лабораторные исследования динамики роста давления саморасширения невзрывчатой разрушающей смеси в типичных деформационных режимах

Одним из перспективных направлений статических методов разрушения является использование невзрывчатых разрушающих смесей (НРС). Давление, развиваемое НРС, является одной из главных характеристик при его использовании, являющейся основой для расчета параметров разрушения, поэтому точное определение величины давления достаточно важно. Отмечено несоответствие получаемых на практике величин давлений НРС и заявляемых производителями и авторами патентов. Приведены результаты лабораторных испытаний НРС в 3-х наиболее типичных для условий шпуровых и скважинных зарядов деформационных режимах. Эксперименты проводились на установке неравнокомпонентного трехосного сжатия (УНТС). Проведенные испытания позволили установить динамику роста давления и объема НРС от момента приготовления до окончания перекристаллизации. Определены особенности работы НРС в условиях различной жесткости стенок полости, в которую он помещен, в разных направлениях. Установлено, что в этом случае не происходит выравнивание напряжений в испытуемом образце, а рост давления саморасширения по определенной оси зависит от сопротивления соответствующего гидроцилиндра УНТС. Определено время начала и протекания наиболее активной стадии роста давления саморасширения, которое составляет 2,5 - 2,7 час. Максимальное давление саморасширения в условиях нулевых заданных деформаций составило 52,5 МПа. Установлено, что давление на плиты УНТС и их перемещения определяются не всем объемом НРС в образце, а некоторой его частью, расположенной в непосредственной близости от нажимной плиты, где создаются различные условия для роста кристаллов гидроксида кальция и форм их взаимодействия. Таким образом, давление саморасширения не является константой по всему объему. Проведенные эксперименты позволяют сделать выжный вывод о том, что при помещении НРС в замкнутую полость давление его саморасширения и увеличение объема в любом пространственном направлении определяется сопротивлением стенок полости в соответствующем направлении.

Разработка методов прогнозирования и снижения опасности динамических процессов в угольной промышленности

Рассмотрены вопросы прогнозирования и снижения опасности возникновения и развития динамических процессов; предложена эффективная схема ведения горных работ, позволяющая снизить проявления горного давления, газонасыщенность смежных пластов, регулировать процессы накопления и высвобождения упругой энергии; выбран эффективный метод снижения опасности возникновения горных ударов взрывной обработкой угля и вмещающих пород в районе горных выработок зарядами камуфлетного, камуфлетно-сотрясательного, камуфлетно-отбойного действия, торпедирования и др.

Способы расположения магистральных выработок с целью исключения влияния очистных работ в условиях слабых боковых пород

Приведены возможные способы расположения магистральных горных выработок без оставления охранных целиков в условиях слабых боковых пород с использованием зон разгрузки.

Особенности механизма активизации сдвижений подработанного массива и земной поверхности при мокром погашении шахт

Исследована активизация ранее подработанной толщи в результате затопления выработанного пространства. Установлена важная роль касательных микродеформаций в уменьшении объема подработанной толщи вследствие уменьшения границ прочности на сдвиг по границам блоков пород.

Совершенствование методики расчета деформаций подрабатываемых зданий и сооружений

Современные методы оценки деформаций подрабатываемых зданий используют детерминированные подходы и не учитывают стохастический характер процесса сдвижения. Обнаружено, что разброс оседания и деформаций в 3 раза меньше на границе мульды по сравнению со значениями в центре мульды сдвижения. Разброс деформаций согласуется с нормальным законом на любом участке мульды, а границы доверительного интервала могут быть представлены параболической кривой. Предложен способ перехода от детерминированной оценки деформации к установлению вероятности разрушения здания в определенной части мульды. Вероятность повреждения объекта может быть определена как произведение вероятности реализации определенного уровня критической деформации здания и вероятности деформаций земной поверхности.

Характер распределения горизонтальных деформаций над разрезной печью при закончившемся процессе сдвижения

Предложена новая методика установления типового распределения горизонтальных деформаций для условий Западного Донбасса. Разработан механизм приведения кривых горизонтальных деформаций к единым горно-геологическим условиям подработки. Установлены зависимости между максимальными горизонтальными деформациями, их положением в полумульде и глубиной разработки.

Определение рациональной зоны влияния одиночного анкера на неоднородный приконтурный массив

Цель работы - изучение поведения неоднородного приконтурного массива, закрепленного одиночным анкером, и определение рациональных размеров зоны влияния анкера. Приведен анализ применяемых методов исследования напряженно-деформированного состояния горного массива в окрестности горной выработки, закрепленного анкерной крепью. Получены зависимости изменения величины рациональной зоны влияния одиночного анкера на неоднородный приконтурный массив от расстояния между кровлей и слоем крепких пород, от мощности слоя крепких пород при изменяющемся расстоянии между кровлей и слоем крепких пород и от угла наклона слоя крепких пород. Проанализированы полученные зависимости. Намечены направления дальнейших исследований поведения приконтурного массива горных выработок, закрепленных анкерной и рамно-анкерной крепью.

Обоснование природы образования мелкоамплитудных тектонических нарушений в Западном Донбассе

Особенности распределения тектонических структур в слабых породах подтверждают наличие горизонтальных тектонических сил в процессе формирования разрывных тектонических структур и основаны на проявлениях их морфологических признаков. Линейные зависимости амплитуды от протяженности тектонического нарушения в зоне выклинивания получены в результате математической обработки экспериментальных данных. Фактическое положение линии скрещения плоскости сместителя с пластом рассмотрено при изучении распространения содизъюнктивной трещиноватости. Анализ данных подтверждает, что распространение нарушений имеет волнистый характер. Анализ наблюдений показал, что отклонение пересечения линии скрещения плоскости сместителя с пластом от усредненного положения этой линии подчиняется нормальному закону распределения случайной величины. Таким образом, исследования и полученные результаты позволяют планировать горные работы с оценкой их целесообразности при отработке пласта в нарушенных зонах.

Расчет анкерной крепи в породах, склонных к ползучести при проходке вертикальных стволов: Вип. 20/21, 2012

Рассмотрен алгоритм расчета анкерной крепи в породах, склонных к ползучести. Определены зависимости натяжения анкеров от основных факторов. Выполнена оценка эффективности использования анкеров с ограниченной податливостью. Определена область применения анкерной крепи в различных породах.

Закономерности формирования области разгрузки, обеспечивающей сохранность устьев дегазационных скважин: Вип. 20/21, 2012

Раскрыты особенности механизма формирования зоны разгрузки при концентричном бурении шпуров для обоснования технологических параметров способа охраны дегазационных скважин. В качестве основного был использован метод конечных элементов, получивший широкое распространение при решении задач геомеханики. В результате исследования было установлено: для создания области пониженных напряжений вокруг устья дегазационной скважины наиболее рациональны следующие основные параметры бурения: количество шпуров должно быть не менее 7 и не более 12, минимальное расстояние между контурами скважины и шпуров должно приниматься в диапазоне значений от 0,5 до 2,3 rс., величина радиуса шпура - от 0,61 до 1 rс.; применение способа в условиях негидростатического распределения напряжений или при неоптимальном выборе хотя бы одного из параметров бурения не обеспечивает разгрузку дегазационной скважины; найдена аналитическая зависимость величины концентрации эквивалентных напряжений на контуре дегазационной скважины от относительной ширины перемычки.