Dezintegrarea zonală a rocilor în jurul lucrărilor subterane

Dezintegrarea zonală a rocilor în jurul lucrărilor subterane  este un efect fizic care se manifestă „în jurul lucrărilor subterane situate la o adâncime în care componenta tensiunii gravitaționale este apropiată de rezistența finală a rocilor la compresiune uniaxială sau o depășește și zone alternante în formă de inel de relativ se formează roci netulburate și distruse” [1] [2] [3] [4] [5] . Fenomenul contrazice conceptele de mecanică clasică a rocilor și masivelor, [6] conform cărora mișcarea frontului de deformare transcendentală (distrugere, dezintegrare) se realizează de la conturul de lucru adânc în masiv cu formarea de zone de stări plastice, elastic-plastice și elastice ale rocilor.

Efectul a fost probabil observat pentru prima dată într-o mină de aur din Africa de Sud, [7] [8] apoi a fost descoperit și descris în mod independent în URSS [1] [2] [3] [4] [5] [9] [10 ] ] . Există un număr mare de lucrări științifice ale diverșilor autori, care prezintă diverse aspecte ale fenomenului. Cu toate acestea, nu au fost create un model fizic adecvat și o teorie a fenomenului. În schimb, au fost propuse numeroase ipoteze care nu au fost verificate [11] .

Ipoteze despre mecanismul fenomenului

Caracterul paradoxal al fenomenului a inițiat apariția unor ipoteze care îi resping categoric [12] [13] sau implicit [14] [15] [16] [17] realitatea sa fizică.

Multe modele matematice ale mecanicii mediilor continue și discrete au fost folosite pentru a interpreta fenomenul [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [ 29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] . Dezavantajul fundamental al acestei abordări constă în abstracția din structura reală a materiei: volumele infinitezimale (diferențiale) de pe vremea Sfântului Venant nu țin cont de procesele fizice reale din materie. [48]

Pentru a elimina deficiențele modelelor bazate pe mecanica mediilor continue și discrete, au fost dezvoltate modele care iau în considerare structura matricei folosind metodele mezomecanicii fizice [49] [50] [51] [52] .

Ipoteza, înaintată pe baza regularităților presiunii periodice a rocii, este construită pe ipoteza unei coturi într-un masiv stratificat peste o lucrare [53] .

O altă ipoteză a fost dezvoltată prin analogie cu procesele chimice autowave. Folosind modulul factor de scară , sunt propuși parametrii cantitativi ai fenomenului Kurleni-Oparin: raza începutului zonei de dezintegrare  , grosimea învelișului de dezintegrare la scară mică și relația spațio-temporală a formării zonelor : 4] [5] , , ,  — raza de lucru,  — momentul formării zonei de dezintegrare.

Pentru a dezvălui natura fenomenului de dezintegrare zonală a rocilor în jurul lucrărilor subterane și fundamentarea fizică a parametrilor Kurleni - Oparin , a fost elaborată o ipoteză bazată pe modelele de grupare a substanțelor la nivel nano [54] [55] [56 ]. ] [57] [58] [59] [60] [ 61] [62] [63] [64] [65] [66] .

Vezi și

Note

  1. ↑ 1 2 Dezintegrarea zonală a rocilor în jurul lucrărilor subterane. // Shemyakin E. I. , Fisenko G. L., Kurlenya M. V. , Oparin V. N. și alții. - Partea I. 1986. - Nr. 3. - Partea 2: Distrugerea rocilor pe modele din materiale echivalente //FTPRPI. - 1986. - Nr 4. - Ch. Z: Concepte teoretice //FTPRPI. - 1987. - Nr. 1. - Partea 4: Aplicaţii practice // FTPRPI. - 1989. - Nr. 4.
  2. ↑ 1 2 Shemyakin E. I., Fisenko G. L., Kurlenya M. V., Oparin V. N. și colab.. Efectul dezintegrarii zonale a rocilor în jurul lucrărilor subterane // Dokl. - 1986. - T. 289. - Nr. 5.
  3. ↑ 1 2 Deschidere Nr. 400 URSS. Fenomenul dezintegrarii zonale a rocilor în jurul lucrărilor subterane / E. I. Shemyakin, M. V. Kurlenya, V. N. Oparin, V. N. Reva, F. P. Glushikhin, M. A. Rozenbaum. — Publicat. în BI, 1992, nr. 1.
  4. ↑ 1 2 3 Dezintegrarea zonală a rocilor și stabilitatea lucrărilor subterane / Oparin V.N., Tapsisv A.P., Rozenbaum M.A., Reva V.N., Badtiev B.P., Tropp E.A., Chanyshev A. I. / IGD SO RAN. - Novosibirsk: Ed. IGD SO RAN, 2008.
  5. ↑ 1 2 3 Kurlenya M. V., Oparin V. N. Probleme de geomecanică neliniară. Partea I // FTPRPI. - 1999. - Nr 3. : Partea II // FTPRPI. - 2000. - Nr. 4.
  6. ↑ Borisov A. A. Mecanica rocilor și masivelor. M., Nedra.1980.
  7. ↑ Cloete, DR, Collett, PAG, Cooke, NGW, Jager, AJ și White, AJA Natura zonei de fractură din minele de aur, așa cum este evidențiată de forajul carotelor de diamant. Asociația Administratorilor de Mine, Lucrări și discuții. 1972-1973.
  8. ↑ Adams GR;, Jager AJ Observație petroscopică a fracturării rocii înaintea fețelor de oprire în minele de aur de adâncime//J. Africa de Sud Inst. Mineritul și metalurgia, 1980, voi. 80, nr 6.
  9. ↑ Glushikhin F. P., Shklyarsky M. F., Reva V. N., Rosenbaum M. A. Noi modele de distrugere a rocilor în jurul lucrărilor // Construcția minelor - 1986. - Nr. 2.
  10. ↑ Kaido I. I. Studiul presiunii rocilor în lucrări pregătitoare și filetate la minele hidraulice din Kuzbass. Tr. VNIIhidrougol. Îmbunătățirea tehnologiei de exploatare a straturilor de cărbune și a echipamentelor pentru minerit hidraulic. Novokuznețk. 1984.
  11. ↑ Popper K. Logica și creșterea cunoștințelor științifice. M., Progresul, 1983
  12. ↑ Kogan I. Autoorganizarea unui lanț muntos în jurul cavităților (eterogeneități). — MGGU. — GIAB. - 2009. - Nr. 3.
  13. ↑ Shestopalov A. V. Mecanismul de autoformare a fracturării tehnogene în dezvoltarea filelor de cărbune purtătoare de gaze // Raport la seminarul de la IPKON RAS 29.11.2000
  14. ↑ Caracteristici și proprietăți ale fenomenului de auto-organizare în sol stresat și mase de rocă în jurul structurilor geomecanice extinse / B. M. Usachenko, A. A. Yalansky, V. V. Levit, A. G. Zabolotniy, T. A. Palamarchuk, V. N Sergienko // Mecanica geotehnică: Sat. științific tr. IGTM NASU. Dnepropetrovsk. 2002. Nr. 40.
  15. ↑ Yalansky A. A., Palamarchuk T. A., Rozumny S. N. Caracteristici și diagnosticare ale proceselor de auto-organizare a masei de rocă în vecinătatea lucrărilor miniere // Mining Information and Analytical Bulletin. - M.: MGGU, 2003. - Nr. 3.
  16. ↑ Descoperirea nr. 318. Modelul de auto-organizare a solului și a maselor de rocă în jurul lucrărilor subterane extinse. – Academia Internațională a autorilor de descoperiri și invenții științifice pe baza rezultatelor examinării științifice a cererii de descoperire nr. A-399 din 20 aprilie 2006 / Baysarov L. V., Ilyashov M. A., Levit V. V., Palamarchuk T. A. , Sergienko G. N., Usachenko V. B., Yalansky A. A.
  17. ↑ Kurlenya M. V., Oparin V. N., Morozov P. F. și colab.. Efectul auto-organizării rețelelor artificiale cu formarea de structuri celulare sub forma unui nucleu pasiv și a unui înveliș purtător activ // Dokl. Academia de Științe a URSS. - 1992. - T. 323. - Nr. 6.
  18. ↑ Annin B. D., Zhigalkin V. M. Comportamentul materialelor în condiții complexe de încărcare. - Novosibirsk: Editura Filialei Siberiei a Academiei Ruse de Științe, 1999.
  19. ↑ Guzev M. A., Paroshin A. A. Model non-euclidian de dezintegrare zonală a rocilor în jurul lucrărilor subterane / / PMTF. - 2000. - Nr. 3.
  20. ↑ Guzev M. A., Paroshin A. A. Neevklidova model de dezintegrare zonală a rocilor în jurul unei lucrări subterane. Institutul de Automatizare și Procese de Control, Filiala din Orientul Îndepărtat a Academiei Ruse de Științe, Vladivostok, 690041 Mecanica aplicată și fizică tehnică, 2001, nr. 1, v. 42,
  21. ↑ Guzev M. A., Ushakov A. A. Comportamentul critic al parametrului de ordine într-un model non-euclidian de dezintegrare zonală a rocilor.
  22. ↑ Guzev M. A., Makarov V. V., Paroshin A. A., Opanasyuk A. A. Reprezentări model ale deformării zonale și distrugerii masei de rocă din jurul lucrărilor subterane. // „Geodinamica și, de exemplu, starea interiorului Pământului”, Novosibirsk: IGD SB RAS, 2002.
  23. ↑ Kiva M. N. Studiul modelelor de deformare și distrugere a rocilor puternic comprimate în jurul lucrărilor subterane și dezvoltarea structurilor de sprijin reglabile. - Rezumat. insulta. … Ph.D. Științe. - DVPI-le. V. V. Kuibyshev. — Vladivostok. — 2004.
  24. ↑ Ksendzenko L. S., Sapelkina V. M. Studiul influenței proprietăților rocilor asupra dezvoltării structurii zonale de distrugere. MSGU. — GIAB. - 2005. - Nr. 3,
  25. ↑ Ksendzenko L. S. Aplicarea metodelor de mecanică a mediilor defecte la problema distrugerii zonale a unei matrice. MSGU. — GIAB. - 2007. - Nr. 8.
  26. ↑ Makarov V.V. Deformarea zonală a rocilor în jurul lucrărilor și în eșantioane //Rezumate de rapoarte. X International. conf. prin blană. stânci. - M. 1993.
  27. ↑ Makarov V.V. Despre deformarea zonală a rocilor în jurul lucrărilor de capital unic // Mecanica structurilor subterane. - Tula: TPI, 1995.
  28. ↑ Makarov V. V. Despre deformarea zonală a unei mase de rocă în jurul lucrărilor de capital / News of TulGU, seria „Ecologie și siguranța vieții”. - Tula: TulGU, 1997.
  29. ↑ Makarov V.V., Gorlanova N.A., Zvonarev M.I. Despre deformarea zonală a unei mase de rocă în jurul lucrărilor miniere / Mecanica structurilor subterane. Tula, TPI, 1989.
  30. ↑ Guzev M.A. , Makarov V.V. Deformarea și distrugerea rocilor puternic comprimate în jurul lucrărilor, - Vladivostok: Dalnauka, 2007. - 231 p. - ISBN 978-5-8044-0795-8
  31. ↑ Makarov V.V., Guzev M.A. Mecanismul distrugerii și deformării zonale a rocilor în jurul lucrărilor subterane, „Geodinamică și de ex. comp. intestinele Pământului”, Novosibirsk, IGD SB RAS, 1999.
  32. ↑ Makarov V. V., Emelyanov B. I., Zvonarev M. I. Caracteristici ale formării zonelor de compresie și dilatație în masa de rocă din jurul lucrărilor // În: Probleme de dezvoltare a zăcămintelor din Orientul Îndepărtat. - Vladivostok: DVPI, 1990.
  33. ↑ Metlov L. S., Morozov A. F., Zborshchik M. P. Fundamentele fizice ale mecanismului de distrugere zonală a rocilor în vecinătatea unei mine de lucru // FTPRPI. - 2002. - Nr. 2.
  34. ↑ Metlov L. S. Apariția stărilor localizate în timpul relaxării stresului în roci//Rezumate ale rapoartelor. X Int. conf. prin blană. munte, stânci. — M.: IGD, 1993.
  35. ↑ Metlov L. S. Model Mechanical of zonal dezintegration // Physics and Tech. presiune înaltă (Kiev). - 1995. - Nr. 1.
  36. ↑ Morozov A.F. Fluctuații ale dezintegrarii zonale a rocilor sedimentare în jurul lucrărilor de pregătire // Cărbunele Ucrainei. 1991, nr.7.
  37. ↑ Morozov A.F., Yuskevich A.M. Fluctuations of zonal dezintegration of sedimentary rocks around the development working // Coal of Ukraine. - 1991. - Nr. 7.
  38. ↑ Morozov A. F., Metlov L. S., Mordasov V. I. Stabilitatea lucrărilor de dezvoltare în condiții de dezintegrare zonală a rocilor. Partea 1. - Donețk: Donechchina, 1999.
  39. ↑ Odintsev V. N. Dincolo de deformarea limită și dezintegrarea zonală a rocilor în apropierea lucrărilor la adâncimi mari // Gorn. presiune și tehnologia. subtitlu res. minereuri la adâncimi mari: Dokl. Vs. sovesh. "Intensitate. metode de subtitrare. res. minereuri la adâncimi mari ”, - M., 26 - 28 iunie 1990. - M., 1990.
  40. ↑ Odintsev V. N. Distrugerea separării și dezintegrarea zonală a masivului în apropierea lucrărilor profunde // Rezumate ale rapoartelor. X Intl. conf. prin blană. munte, stânci. — M.: IGD, 1993.
  41. ↑ Reva V. N., Tropp E. A. Model elastic-plastic of zonal dezintegration in the vicinity of an underground working // În: Fizika i mekhanika razrush. corn, roci aplicate. la prognoza dinamicii, fenomenelor. - S.-Pb.: VNIMI, 1995.
  42. ↑ Sapelkina V. M. Modele de distrugere zonală a rocilor în jurul lucrărilor subterane în condiții de mare adâncime. Abstract dis. … Ph.D. — Vladivostok. DVGTU. — 2008.
  43. ↑ Chanyshev A.I. La studiul fenomenului de dezintegrare zonală a rocilor // Stare de efort-deformare a unei mase de rocă. - Novosibirsk: IGD, 1988.
  44. ↑ Chanyshev A.I., Belousova O.E., Lukyashko O.A. Modele matematice ale mediilor bloc în probleme de geomecanică. // Partea IV: Dependența structurii de starea de stres // FTPRPI. - 2005. - Nr. 4 ..
  45. ↑ Chanyshev A. I., Belousova O. E. Modelarea matematică a procesului de distrugere a unei mase de rocă în jurul unei lucrări cilindrice // Procesele unei conferințe științifice cu participarea oamenilor de știință străini „Geodinamica și starea de stres a interiorului Pământului”. Novosibirsk. — 2006.
  46. ↑ Fenomenul de deformare zonală și distrugere a rocilor în jurul lucrărilor subterane și modelul său matematic / V. V. Makarov, M. A. Guzev, A. A. Opanasyuk, M. N. Kiva și alții // Proceedings of the international science and practice. conf. „Constructia tunelului. Rusia și țările CSI la începutul secolului: experiență și perspective, Moscova, 28 - 31 octombrie 2002, M: RTA, 2002,.
  47. ↑ Bai Shiwei, Gu Zhimeng. Monitorizarea deformarii galeriilor din masa de roca fracturata si cercetarea mecanismului de cedare a rocilor din jur // Proc. Int. Symp. ing. Asociat formă de rocă. Beijing, 3-7 nov. 1986.
  48. ↑ Xu Yuhyao. Mișcare integrală cu proiectul de rocă înconjurătoare și caracterul a două puncte radiale opuse care se deplasează în aceeași direcție // J. China Coal Soc. 1989, nr.2.
  49. ↑ Wu Nao, Guo Zhi-kun, Fang Qin, Liu Jin-chun Mecanismul fenomenului de dezintegrare zonală în închiderea masei de rocă în jurul tunelurilor adânci J. Cent. Univ. Sud. Tehnol. (2009) 16:0303-0311 DOI: 10.1007/s11771-009-0052-0
  50. ↑ Saint-Venant B. Memorie despre torsiunea prismelor. Un memoriu despre îndoirea prismelor. Tradus din franceză de A. A. Pariysky, editat și cu un articol introductiv de G. Yu. Dzhanilidze. - D-na. Ed. Literatură fizică și matematică. - M. 1961.
  51. ↑ Makarov P. V. Despre natura ierarhică a deformării și distrugerii solidelor și mediilor // Fiz. messomeh. - 2004. - T. 7. - Nr. 4.
  52. ↑ Makarov P. V. Modelarea proceselor de deformare și distrugere la nivel mesole // Izv. UN. Mecanica unui corp rigid. - 1999. Nr. 5.
  53. ↑ Makarov P. V. Modelarea deformării elastoplastice și distrugerii mediilor neomogene la nivel mezogen // Fiz. Mesomekh. - 2003. - T. 6. - Nr. 4.
  54. ↑ Kaido I. I., Zlatitsky A. N., Lyubogoshchev V. I. Managementul stării de stres a formațiunii în zona de influență a lucrărilor de epurare. - Tr. VNIIhidrougol. Îmbunătățirea eficienței producției hidraulice la minele din Kuzbass. Novokuznețk. 1985.
  55. ↑ Kaido I. I. Dezvoltarea unei metode de protejare a lucrărilor de excavare în timpul dezvoltării straturilor de cărbune blând în minele hidraulice din Kuzbass. Abstract insulta. … cand. tehnologie. Științe. M. IGD im. A. A. Skochinsky. — 1987.
  56. ↑ Atrushkevich O. A., Kaido I. I., Toporov S. P. Interacțiunea căptușelii ancorei cu masa de rocă de cărbune în lucrările de dezvoltare. Tehnologii netradiționale și intensive pentru dezvoltarea zăcămintelor minerale. Materiale ale Conferinței Internaționale I, Novokuznetsk, SibGGMA, 1996.
  57. ↑ Kaido I. I. Dezintegrarea masivului în jurul lucrărilor de dezvoltare. Tehnologii netradiționale și intensive pentru dezvoltarea zăcămintelor minerale: Proceedings of the II International Conference / SibGIU. — Novokuznețk, 1997.
  58. ↑ Kaido I.I. Despre natura fenomenului de dezintegrare zonală a rocilor în jurul lucrărilor subterane (ipoteză). MSGU. — GIAB. - 2009. - Nr. 1.
  59. ↑ Kaido I. I. Modelul cluster al fenomenului de dezintegrare zonală a unui tablou în jurul lucrărilor subterane. MSGU. — GIAB. - 2009. - Nr. 6.
  60. ↑ Kaido I. I. Managementul stării matricei în timpul dezintegrarii zonale a matricei în jurul lucrărilor subterane. MSGU. — GIAB. - 2009. - Nr. 9.
  61. ↑ Kaido I. I. Caracteristici de protecție a întregii lucrări de dezvoltare în timpul dezintegrarii zonale a masivului. — MGGU. — GIAB. - 2010. - Nr. 6.
  62. ↑ Kaido I. I. Aspecte noi ale fenomenului de dezintegrare zonală a unui tablou în jurul lucrărilor subterane. — MGGU. — GIAB. - 2010. - Nr. 2.
  63. ↑ Kaido I. I. Manifestarea dezintegrarii zonale în câmpul de stres în jurul lucrului de dezvoltare. — MGGU. — GIAB. - 2010. - Nr. 8.
  64. ↑ Kaido I.I. Caracteristici ale conservării și formării lucrărilor de dezvoltare la granița cu spațiul minat în timpul dezintegrarii zonale a masivului - Universitatea de Stat Minieră din Moscova. — GIAB. - 2010. - Nr. 3.
  65. ↑ Kaido I. I. Formarea secției de lucru în două etape în condiții de dezintegrare zonală - Universitatea de Stat Minieră din Moscova. — GIAB. - 2010. - Nr. 5.
  66. ↑ Kaido I.I., Nikishichev B.G., Salamatin A.G., Solovyov A.S. Îmbunătățirea tehnologiei de protecție a lucrărilor de dezvoltare din minele Kuzbass în condiții de zgomot intens de roci din sol. Tutorial. — M.: MGGU, 1995.

Literatură