Свойства горных пород. Геомеханика и геофизика. Рубрика в журнале - Горные науки и технологии
Статья научная
Reservoir simulation is a powerful tool to mimic the formation behaviour during primary production and later on for planning enhanced oil recovery (EOR) pattern. However, all available commercial and developed scientific/academic software for this purpose is based on either finite difference method (FDM) or finite volume method (FVM). Recently finite element method started to gain more attention in the scientific and commercial practices due to its robust results and the ability to deal with complex boundaries. COMSOL Multiphysics is a finite element method (FEM)-based software, having very special features, which are different from standard reservoir engineering software packages like Eclipse or CMG, which are black box-type software. The most important feature of the COMSOL is that user can see equation and modify it - customize for specific conditions and objectives, as well as couple different physics together and apply different solvers, which are under user’s disposal...
Бесплатно
Активация отходов горного производства при выщелачивании металлов
Статья научная
Дана справка об активации минералов в высокооборотистых механизмах. Описан процесс изменения энергетического состояния минералов в процессе механохимической активации в дезинтеграторе. Приведены сведения об эффективности обработки хвостов в сверхкритической барабанной мельнице с отражателем. Показано, что механоактивация хвостов позволяет существенно увеличить сквозное извлечение цинка, свинца и железа из некондиционного сырья, тем самым создавая условия для применения его в качестве строительных материалов. Предложена модель экономической оценки технологии утилизации хвостов.
Бесплатно
Статья научная
Это исследование относится к области физики горных пород (Rock Physics). За последние годы в физике твердого тела и материаловедении появились новые знания о микропластической деформации различных материалов, в том числе горных пород. Эти данные получены с помощью высокоточных измерений деформации на микро- и наноуровне. Сам факт существования мало изученного в науках о Земле свойства горных пород требует изучения возможного влияния микропластичности пород на распространение сейсмических и акустических волн. Исследования проведены по трем альтернативным методикам и при различных условиях наблюдения. Полевые измерения проведены в зоне малых скоростей в межскважинном пространстве на проходящих волнах частотой (240-850) Гц. Лабораторные измерения выполнены на образцах песчаника на проходящих (6,8 кГц) и отраженных волнах (1 МГц) при деформации (10-8-10-6). Проявления микропластичности зарегистрированы с использованием высокоразрешающей записи сигналов с временем квантования tквант = 1 мкс - 40 мкс и 32,5 нс. Вариация амплитуды волны осуществлялась по замкнутому циклу: дискретное увеличение амплитуды от минимума до максимума и возврат к исходной величине (А1+ → А2+ → … Амакс … → А2- → А1-). В этом амплитудном диапазоне имеет место амплитудный гистерезис, признаком которого является неравенство скоростей волн на восходящем и нисходящем амплитудном курсе. Этот эффект зарегистрирован для всех трех методов измерения на разных частотах. Однако амплитудный гистерезис скорости волны отсутствует только в случае измерений при полном водонасыщении суглинков. Наибольшее амплитудно-зависимое изменение скорости волны достигает 2 % (с точностью 0,02 %), а изменение величины затухания составляет 5 %. Причиной такого эффекта может быть микропластическая неупругость, признаками которой являются амплитудные плато, располагающиеся внутри формы волны. Амплитудный микрогистерезис формирует общую картину амплитудной зависимости скорости волны в широком амплитудном диапазоне. Представлены предложения возможного применения полученных данных для решения некоторых прикладных задач.
Бесплатно
Статья научная
В физике твердого тела и материаловедении с использованием высокоточных измерений на малых напряжениях и деформациях были получены новые знания о микро-нанопластичности. В настоящее время свойство микропластичности горных пород мало изучено, но в перспективе оно может быть полезно для решения задач фундаментального и прикладного характера. В этом исследовании изучено влияние циклически изменяемой амплитуды импульса и скорости волны на параметры затухания продольной волны в песчанике. Лабораторные измерения выполнены на образцах породы методом отраженных волн в диапазоне частот 0,5-1,4 МГц на пяти значениях амплитуды деформации ~ (0,5-2,0)10-6. Проведено пробное моделирование, которое дает возможность установить влияние амплитудно-зависимой скорости волны на параметры затухания волны в песчанике. Поведение затухания волны при совместном действии амплитудного фактора и девиации скорости волны имеет сложный характер. Изменение амплитуды деформации сдвигает пик затухания 1/Qp(f) в координатах «затухание-частота». Максимальное изменение величины затухания в пике за счет амплитудного фактора и девиации скорости волны достигает 3-4 %. Открытая (незамкнутая) петля гистерезиса затухания волны обнаружена после действия замкнутого амплитудного цикла А1(+) --- А5(+) --- А1(-), где А1(+) = А1(-). Открытый гистерезис затухания имеет место как в случае постоянной, так и переменной скорости волны. Протяженность открытой части петли гистерезиса затухания по отношению к максимальной величине затухания составляет: для постоянной скорости волны 62,63 %, в режиме увеличения скорости волны - 91,58 % и в режиме уменьшения скорости волны - 47,01 %. Эффект незамкнутого гистерезиса затухания волны в песчанике может быть объяснен действием обнаруженной в ходе эксперимента микропластической деформации.
Бесплатно
Амплитудно-частотный отклик распределенного акустического сенсора DAS со спиральной намоткой волокна
Статья научная
При проведении настоящего исследования была поставлена цель проанализировать возможности распределенных датчиков DAS при решении горнотехнических задач, сравнить с существующими сейсмо-акустическими системами сбора данных и подготовить основу для проведения сейсмоакустических исследований с регистрацией оптоволоконной распределенной системой. Рассмотрены возможности регистрации сейсмоакустических сигналов с помощью оптоволоконных распределенных акустических систем. На основании физико-геометрического анализа получены амплитудно-частотные характеристики регистрируемых продольных волн для прямого и спирального волокна. Для спирального волокна амплитудно-частотные характеристики зависят от нескольких ключевых факторов: интегрирования измеряемого значения вдоль волокна на базе измерения, угла падения волны на кабель и угла намотки волокна в кабеле. Увеличение угла намотки повышает равномерность амплитудно-частотной характеристики продольных волн как по частотам, так и по углам падения. В то же время спиральная намотка меняет эффективную базу измерения сигнала, что позволяет путем суммирования сигналов прямого и спирального волокна за счет перекрытия спектров выполнять регистрацию частот, подавляемых при раздельной записи. По результатам исследования предложена конструкция кабеля для регистрации широкополосных сейсмоакустических сигналов, с помощью которых можно решать обширный круг горнотехнических и инженерных задач, выполняя сейсморазведочные исследования как в скважинах, так и на поверхности.
Бесплатно
Анализ возможного возникновения куполов в лаве
Статья научная
Исследования направлены на решение задач по оценке устойчивости горных выработок при подземной разработке в сложных горно-геологических условиях, повышающих надежность и безопасность проведения горных работ. Исследование геомеханических процессов, происходящих в горном массиве при отработке угольных пластов, с целью определения устойчивости кровли выемочного блока является важнейшей задачей. Выполнено цифровое моделирование массива горных пород по структурным колонкам пласта К1 и ближайшей скважине, которое позволило с высокой детальностью определить типы пород, залегающих в кровле пласта, и их прочностные характеристики, напряжения на сжатие. Для определения устойчивости кровли выемочного блока был использован показатель коэффициента запаса прочности пород, который определялся методом моделирования с использованием программного обеспечения Phase 28.0 и Rockscince. Контактом комплекса лавы с кровлей пласта был принят прослой углистого аргиллита мощностью 0,09-0,12 м, и для полноты анализа использовалась верхняя высокозольная пачка угля в кровле пласта мощностью до 0,7 м...
Бесплатно
Статья научная
Важнейший подсчетный параметр - коэффициент открытой пористости ( ) - в петрофизических лабораториях, как правило, определяется для объекта (пласта) в целом и без учета его региональной неоднородности. Основным критерием при отборе коллекции образцов для составления модели Pп = f(Kп) служит размах величины. При этом полагается: чем больше, тем выше достоверность связи Pп = f(Kп). Однако на практике зачастую такая концепция создает проблемы неоднозначности определения по удельному электрическому сопротивлению (УЭС) водонасыщенных образцов в разных скважинах даже в пределах одного месторождения. Это явление обусловлено недоучетом особенностей, с одной стороны, объекта региональной петрофизики - фаций, которые находят свое отражение в форме кривых ГИС, в том числе ПС, с другой - элемента объекта общей петрофизики - типа глинистости. Разбиение (классификация) пласта по фациям, определение и учет типа глинистости, а также выделение и анализ петрофизических типов пород на основе фильтрационно-емкостных свойств пород в пределах пласта позволяют получить удовлетворительные связи между УЭС и породы.
Бесплатно
Анализ фрактальных характеристик геометрии горных выработок для оценки качества контурного взрывания
Статья научная
Рассматриваются способы оценки качества контурного взрывания при проходке горных выработок. Одним из главных критериев является достижение «гладкого» контура выработки. Показано, что линия контура выработки представляет собой фрактальный объект, геометрия которого адекватно оценивается дробной фрактальной размерностью. Определение фрактальной размерности основано на законе Ричардсона, связывающего длину бесконечно изломанной линии с шагом измерения. Приводится алгоритм вычислений фрактальной размерности в компьютерной программе. Анализ реальных контуров подземных выработок, образующихся в процессе буровзрывных работ, позволил установить статистически надежную связь коэффициента шероховатости поверхности выработки с величиной ее фрактальной размерности. Предложен критерий качества контурного взрывания - фрактальный коэффициент формы горной выработки. Его величина представляет собой отношение площади эквивалентного сечения выработки к квадрату ее периметра, определяемого фрактальной размерностью контура. Полученные соотношения позволяют надежно оценивать качество контурного взрывания при проходке горных выработок.
Бесплатно
Статья научная
Рассматриваются основные факторы, оказывающие влияние на природу неравномерной насыщенности углеводородами (УВ) коллектора пласта АС10 Приобского месторождения, расположенного на территории Западной Сибири. Отложения залежи характеризуются чрезвычайной неоднородностью, обусловленной макро- и микростроением, которое определено литолого-фациальными и структурно-морфологическими условиями осадконакопления. Данная залежь отличается широкой изменчивостью литолого-минералогического состава и текстурно-структурных особенностей. С целью выявления природы неравномерной насыщенности коллектора УВ выполнен совместный анализ результатов, полученных по размерам капиллярных каналов и пор, а также степени их заполнения глинистым и карбонатным материалом. Исследования показали, что состав цемента, его количество в поровом пространстве и насыщенность керна УВ в совокупности нивелировали электрическое сопротивление пласта АС10 в различных зонах насыщения, что привело к искажению насыщенности коллектора в целом.
Бесплатно
Статья научная
При проектировании параметров разработки нефтяных и газовых месторождений на больших глубинах необходимо иметь представление о влиянии на поведение пород-коллекторов и вмещающих их пород таких факторов, как высокий уровень напряженного состояния пород, температурное поле окружающей среды, гидро- и газодинамические процессы в массиве. Воздействие как одного, так и комбинации данных факторов может привести к изменениям в строении, структуре, составе и свойствах породного массива и, как следствие, несоответствию реальным условиям принятых проектных решений. Целью исследований является разработка методики лабораторных исследований влияния условий залегания коллекторов нефтяных и газовых месторождений на больших глубинах при изучении свойств образцов горных пород. Задачи исследования: теоретический анализ и выявление основных факторов, влияющих на поведение и изменение внутренней структуры пород, разработка методики лабораторных исследований с комплексным моделированием данных факторов и проведение пробных экспериментов по оценке их влияния. В рамках работы были выполнены испытания образцов песчаников, отобранных с глубин от 3,5 до 4 км месторождения углеводородов. Исследования проводились с моделированием термобарических пластовых условий залегания: температуры, горного и пластового давлений. Представлены результаты экспериментов по исследованию поведения образцов горных пород с максимальным приближением к естественным условиям залегания пород коллекторов 3,5-4 км. Установлено, что образцы пород одной литологической разности и отобранные практически с одинаковых глубин могут иметь существенные отличия в характере деформирования как в до-, так и запредельной области нагружения. Результаты данных исследований служат исходными данными при разработке и уточнении геомеханических моделей поведения материалов, которые учитывают не только прочностные критерии разрушения, но и дилатансионные процессы на различных этапах деформирования пород. Увеличение бокового давления в интервалах от 0 до 55 МПа приводит к относительно незначительному изменению скоростей ультразвуковых колебаний (от 1 до 10 %), что не позволяет судить о необходимости использования данных результатов при косвенной оценке изменения свойств горных пород в массиве. Однако в рамках геофизических исследований учет изменения численных значений скоростей позволит повысить качество интерпретации результатов, что связано с большими геометрическим размерами изучаемых массивов. Исследования акустической эмиссии пород в сложнонапряженном состоянии позволяют отслеживать процессы пространственного образования и развития микро- и макротрещиноватости на всей стадии нагружения образцов и дают более полное представление об изменении их внутренней структуры. В статье рассмотрены факторы, влияющие на процессы структурного изменения горных пород нефтяных и газовых месторождений, связанных с увеличением глубины их разработки. Разработаны методические подходы, позволяющие производить исследования физико-механических свойств образцов горных пород с моделированием сложных термобарических условий. Описаны технические характеристики испытательного оборудования, обеспечивающие максимальное воспроизведение реальных условий залегания пород-коллекторов. Выявлены особенности деформирования и разрушения образцов горных пород при их испытаниях в условиях бокового давления 55 МПа, порового 30 МПа с созданием температурного поля до 100 °С.
Бесплатно
Статья научная
В физике горных пород большое внимание уделяется изучению процессов деформирования природных материалов на малых деформациях. Эксперименты проводятся с помощью высокоточных измерений, которые позволяют получить новые знания на микро/нано уровне. Микропластичность твердых тел изучают в материаловедении, но имеются также данные, полученные для некоторых горных пород. Свойство микро-пластичности природных материалов пока мало изучено. Исследование проводилось на образцах пород. Изучено влияние амплитуды деформации и всестороннего давления на скорость и затухание P- и S-волн в сухом и водонасыщенном песчанике. Использовался метод отраженных волн в диапазоне частот (0,5-1,4) МГц при четырех амплитудах деформации (0,5-1,67) · 10-6 . Циклическое изменение амплитуды вызывает эффект открытого и закрытого гистерезиса для скорости волны и затухания. Это наблюдается как для сухого, так и водонасыщенного состояния песчаника. В обоих состояниях имеет место перехлест петлей гистерезиса. Амплитудное изменение скорости P-волны в сухом песчанике составляет 1,12 %, а для затухания P-волны в сухом песчанике - 5,43 %. На S-волне максимальное затухание в сухом песчанике достигает 8,81 %. Поведение скорости и затухания волны можно объяснить совместным действием процессов вязкоупругости и микропластичности. Упругопластический переход сильно зависит от деталей микроструктуры, ее дефектности и других параметров. Характеристики осложнений параметров волн могут являться признаками внутреннего строения исследуемого объекта.
Бесплатно
Влияние длины трещин со случайными параметрами на электрическую проводимость горных пород
Статья научная
При решении практических задач горного производства возникает необходимость оценки трещинной пустотности горных пород. Геофизические методы при решении данной задачи являются косвенными, поэтому интерпретация результатов может вызывать определенные трудности, обусловленные непрозрачностью физических связей между параметрами трещин и результатами измерений. В этой связи одним из путей решения данной проблемы является сочетание экспериментальных методов исследования с аналитическим и численным моделированием. Исследования были направлены на изучение электрической проводимости двумерной среды при наличии тонких изолирующих трещин. В статье предложен аналитический метод оценки зависимости удельной проводимости среды с включениями в виде эллиптических трещин от их полудлины. Показано, что данная зависимость имеет вид экспоненты, зависящей от квадрата длины максимальной полуоси в качестве аргумента. Метод моделирования основан на допущении эллиптической формы трещины при устремлении к нулю длины малой полуоси эллипсов. Анализ публикаций и результаты, изложенные в статье, показали, что такой метод нахождения удельной проводимости среды с тонкими трещинами один из наилучших в плане соответствия экспериментальным данным. Его предсказания близки к предсказаниям метода эффективной среды (EMA), но он отличается простотой формул и их физической наглядностью, что существенно для использования при интерпретации данных физического эксперимента. В двумерной постановке проведено численное моделирование в среде COMSOL Multiphysics удельной электрической проводимости образца среды размером 1×1 м с эллиптическими трещинами меньшей, чем у матрицы, проводимости. Рассмотрен квадратный образец единичных размеров с единичной проводимостью, в котором помещалось 25 трещин, имевших равномерное распределение по длине. Было построено 40 моделей, в которых максимальная длина трещин менялась от 0,01 до 0,4 размера образца, с шагом 0,01 м. Показано удовлетворительное соответствие результатов численной и аналитической моделей как визуальное, так и подтвержденное с помощью статистических оценок. Отмечено, что при изменении размера трещин до значения максимальной полуоси a = 0,15 м преобладает влияние одиночных трещин, не выходящих за границы образца. Выше этого значения при a > 0,15 м начинает сказываться влияние слияния трещин, а также их выхода на границы и за пределы образца. Сравнение предложенной теоретической модели электрической проводимости, зависящей от квадрата длины максимальной полуоси трещины, с похожей моделью в виде экспоненты с линейной зависимостью показало лучшее соответствие предложенной модели на стадии отсутствия слияния трещин и их выхода на границы образца при a a > 0,15 м предложенная модель имеет меньший коэффициент детерминации по сравнению с полным диапазоном, включающим оба участка, но более высокий, чем у модели с линейной зависимостью в аргументе экспоненты, что говорит об универсальном характере предложенной модели.
Бесплатно
Статья научная
Прогноз теплового режима выработок и окружающего их массива горных пород является необходимым элементом проектирования подземных сооружений криолитозоны, в частности, при обосновании и выборе надежных способов и средств крепления породных обнажений, обеспечивающих безопасную эксплуатацию подземных сооружений в течение всего нормативного срока. Даже изменение температуры дисперсных мерзлых пород в диапазоне отрицательных значений (ниже температуры плавления льда в породе) приводит к уменьшению их прочностных характеристик, а следовательно, и к снижению устойчивости выработок. Целью исследований было сравнение двух способов учета абсолютных источников тепла (как точечных источников и как равномерно распределенных по длине выработки источников) при прогнозе теплового режима в горных выработках подземных сооружений. Получены расчетные зависимости для определения температурных отклонений при различных способах учета абсолютных источников. Для общности анализа расчётные зависимости получены в безразмерном (критериальном) виде. Проведены вариантные расчеты, результаты которых представлены в виде графиков, позволяющих наглядно оценить влияние способа учета источников тепла на точность прогноза температуры воздуха в подземном сооружении. Установлены основные качественные и количественные особенности формирования теплового режима в выработках при различных способах учета абсолютных источников тепла. В частности, показано, что при переходе от отрицательного теплового режима в выработке к положительному неправильный учет действия абсолютных источников тепла может привести к изменению глубины оттаивания дисперсных пород почти на 30 % (в 1,26 раза). В то же время установлено, что при положительном тепловом режиме для начальной температуры воздуха в сооружении больше 7,5 ºС принципиальной разности для инженерных расчетов в способе учета абсолютных источников тепла нет.
Бесплатно
Гранулометрический состав отвальных массивов разрезов Кузбасса
Статья научная
Гранулометрический состав как структурная характеристика отвальных и насыпных массивов при ведении горных и строительных работ приобретает количественные значения в процессе взрывной подготовки горных пород, погрузочных операций и транспортирования горной массы. Такие физико-механические и структурно-текстурные параметры скального массива горных пород, как предел прочности пород и массива, трещиноватость, диаметр естественной отдельности горных пород, оказывают значительное влияние на гранулометрический состав взорванной горной массы. С другой стороны, такие характеристики, как устойчивость, проницаемость отвальных массивов, во многом зависят от литологического и гранулометрического состава разрыхленных горных пород, слагающих отвалы, и их распределения по высоте. В статье описаны результаты исследования гранулометрического состава горных пород отвалов разрезов Кузбасса и особенности его пространственного изменения в теле отвалов. Изучение текстур насыпных массивов и физико-технических свойств укладываемых пород проводилось как на отвалах Кузбасса, так и в лабораторных условиях. Гранулометрический состав мелкокусковой части отвалов с размерами кусков пород до 50 мм исследовался ситовым методом по ГОСТ 12536-2014, а средне- и крупнокусковой - методом косоугольной фотопланиметрии. Полевые наблюдения показали, что нижняя часть отсыпанных по бульдозерной периферийной или экскаваторной технологии отвальных массивов сформирована крупной фракцией со средним размером кусков dср = 0,8-1 м, средняя часть - кусками породы размером dср = 0,4-0,6 м, верхняя - преимущественно мелкой фракцией с размером кусков менее 0,1 м. Соотношение длины, ширины и толщины у кусков взорванных горных пород составляет 1:0,85:0,8, что соответствует удлиненно-уплощенной форме частиц. Это требует значительного числа координат при описании положения кусков в массиве, а также учета моментов инерции при моделировании движения таких частиц до достижения ими устойчивого положения. Для учета неизометричной формы частиц при моделировании может быть использовано современное некоммерческое и коммерческое программное обеспечение при наличии необходимых аппаратных мощностей.
Бесплатно
Зависимость зоны разрушения массива вокруг горной выработки от предела прочности породы
Статья научная
Целью публикации является решение задачи зональной дезинтеграции горных пород вокруг глубоких подземных выработок. Приводится обзор новых работ зарубежных ученых в данной области. Отражены их основные результаты, описаны используемые методы и подходы. Применяемый метод исследований в публикации основывается на рассмотрении распределения поля напряжений вокруг выработки круглого сечения в условиях несжимаемости и гидростатичности нагружения на бесконечности. Проведена статистическая оценка значимости ранее полученной аналитической зависимости линейного вида расположения середины первой зоны разрушения, измеряемой в относительных к радиусу выработок единицах, от предела прочности породы на одноосное сжатие. Построена альтернативная статистически обоснованная модель нелинейного вида, описывающая зависимость рассматриваемых параметров. Проведен сравнительный анализ с ранее полученными результатами и экспериментальными данными. На основе проведенных исследований делается вывод о том, что при прогнозировании и аналитическом определении положения середины первой зоны разрушения в случаях, когда диапазон предела прочности породы на одноосное сжатие находится в интервале от 8 до 150 МПа, целесообразнее использовать нелинейную модель. В общем случае появление новых натурных данных из разработанных месторождений позволит более точно разрешить вопрос статистической значимости обеих моделей. Однако на данном этапе, в условиях предельно ограниченной выборки, можно с большой долей вероятности говорить о наличии нелинейной связи.
Бесплатно
Интерпретация данных капиллярных исследований
Статья научная
Капиллярные силы вместе с гравитационными силами контролируют первоначальное распределение флюидов в пласте-коллекторе по вертикали, поэтому данные о кривых капиллярного давления могут использоваться для прогноза неподвижной и подвижной воды в гидрофобной системе по вертикали. Кривые капиллярного давления нужны для описания процесса заводнения в сложных, неоднородных пластах, применяются также для определения остаточной водонасыщенности и распределения пор по размерам. Стоит отметить, что капиллярные силы влияют на продвижение фронта заведения и, соответственно, на конечную нефтеотдачу пласта.
Бесплатно
Статья научная
Оптимизация процессов погашения выработанного пространства осуществляется за счет использования свойств дискретных пород. Новое направление совершенствования технологий основано на феномене реализации остаточной прочности пород при заклинивании в процессе подземной разработки структурно-нарушенных скальных месторождений. Целью исследований является уменьшение затрат на погашение выработанного пространства при обеспечении безопасности работ. Цель достигается сравнением вариантов погашения в зависимости от образования свода естественного равновесия пород. Исследование базируется на основе положений строительной механики и механики сплошных сред с использованием феномена проявления остаточной прочности дискретных пород вследствие их заклинивания. Сформулирована концепция погашения выработанного пространства. Приведены сведения о геологическом строении исследуемого сложноструктурного месторождения скальных руд и роли тектонических структур в поведении рудовмещающего массива при вскрытии горными выработками...
Бесплатно
Исследование геомеханического состояния неустойчивых пород в окрестности сопряжений горных выработок
Статья научная
Обоснована актуальность исследований характера деформирования материала на физических моделях, эквивалентных горным породам. Для выявления зависимостей и закономерностей деформирования неустойчивых горных пород в окрестности сопряжений горных выработок разработана и представлена методика экспериментального исследования. В работе был принят метод физического моделирования на эквивалентных материалах. Рассчитаны прочностные характеристики эквивалентного материала для исследуемых пород по формулам, предложенным Г.Н. Кузнецовым. Эквивалентный материал выбран из двух составляющих - песка и парафина. Подобрана рецептура состава смеси и определены пределы прочности эквивалентного материала при сжатии. Эксперимент проводился для трех вариантов физических моделей: нетронутого массива горных пород, массива с одиночной горной выработкой и массива с сопряжением горных выработок. Испытания моделей из эквивалентного материала проводились путем одноосного вертикального нагружения при помощи гидравлического пресса...
Бесплатно
Статья научная
С целью изучения механизма разрушения мерзлых песчано-глинистых пород исследовались естественные электрические поля (ЕП), которые возникают в замораживаемых влажных горных породах, что определяется наличием разности потенциалов на границе мерзлой и талой породы. В результате проведенных экспериментов установлено, что разрушение образцов мерзлых песчано-глинистых пород в водной среде сопровождается возникновением и изменением в образце естественных электрических полей. По нашему мнению, возникновение электрического поля связано с фильтрационными потенциалами, возникающими в результате проникновения воды по порам и трещинам в образец горной породы. Измерение потенциалов собственной поляризации выполнялось способом градиента потенциала и потенциалов с использованием двух электродов, вмороженных в образец. В результате было доказано, что метод измерения разности электрических потенциалов собственной поляризации между двумя точками образца горной породы обладает тем достоинством, что косвенно не только характеризует изменение температуры в образце, но дополнительно дает информацию об электрокинетике процесса, динамике изменения электрического сопротивления горной породы между электродами и полярности разных объемов образца горной породы. Кроме того, этот метод позволяет исследовать динамику процесса оттаивания мерзлой горной породы, а также подтверждает фильтрационное разрушение мерзлых горных пород в водной среде.
Бесплатно
Исследование ослабленности массива пород при подземной добыче руд
Статья научная
Оптимизация процессов подземной разработки месторождений осуществляется за счет рационального использования энергии для получения заданной крупности руд. Ее успех зависит от учета свойств разрушаемой среды. Важную роль в управлении энергией играет ослабленность пород природными и техногенными силовыми полями. Для внесения коррективов в общую модель управления энергией нужны сведения о строении массива, получаемые геофизическими методами. Поскольку для уменьшения выхода негабаритных или излишне измельченных фракций минералов в процессе отбойки используют регулирование затрат энергии взрыва на степень разупрочнения пород, целью исследования является определение эффективности использования геофизических методов для оперативной и корректной оценки состояния породных и закладочных массивов при подземной разработке месторождений твердых полезных ископаемых. Ослабленность массивов пород оценивается методом электрометрических исследований в бескерновых разведочных скважинах. Сопоставлением данных о степени ослабленности установлено наличие корреляционной связи между участвующими параметрами, что позволяет выразить зависимость между ними...
Бесплатно
