Свойства горных пород. Геомеханика и геофизика. Рубрика в журнале - Горные науки и технологии
Статья научная
Цель. Исследование устойчивости прибортовых массивов Качарского карьера, сложенных неоднородными, слоистыми, скальными и сильнотрещиноватыми горными породами путем разработки и совершенствования методики проведения инструментальных маркшейдерских наблюдений для предотвращения опасных деформаций и обеспечения безопасности при ведении горных работ. Методика. Разработана система геотехнического мониторинга состояния горного массива на основе внедрения новых технологий с использованием спутниковых методов определения координат твердых точек, измерений величины деформаций высокоточным тахеометром по стационарным призмам в сочетании с лазерным геосканированием деформационного участка с созданием 3D модели массива. Результаты. Установлено значительное снижение прочностных свойств горных пород, слагающих прибортовой массив, ослабление их структурных связей с увеличением влажности пород и их трещиноватости. Формирование оползневой призмы в этих условия обусловлено потерей устойчивости отдельных породных призм, оконтуренных с одной стороны поверхностью откоса, а с другой - одной или несколькими поверхностями ослабления (контактами пород). Проведенные комплексные наблюдения позволили определить скорость деформации и выявить контуры оползневой призмы. Скорость деформации оползня в зимнее время составила 1214 мм в сутки, максимального значения достигло в весенний период и составило 19 мм в сутки. Научная новизна. Научная новизна предложенного в работе метода - комплексные инструментальные наблюдения за состоянием горного массива с использованием высокоточных лазерных приборов и спутниковых систем с построением 3D модели массива. Практическая значимость. Совершенствование методики инструментальных наблюдений за устойчивостью прибортовых и отвальных массивов на основе комплексного сочетания высокоточных измерений с использованием тахеометра TA1201 и лазерного сканера HDS 8800, которая позволяет определить скорость деформации, выявить границы оползневой призмы и создать модель деформируемого участка для разработки противооползневых мероприятий с целью повышения устойчивости горного массива.
Бесплатно
Исследование процесса формирования зон опорного давления в системе "парные штреки"
Статья научная
В статье представлены комплексные исследования формирования зон опорного давления в геомеханической системе «парные штреки», включающие численное моделирование, основанное на методе конечных элементов. Для моделирования использовались упругопластическая модель Мора - Кулона, а также физико-механические свойства угля и вмещающих пород. Моделирование проводилось для конкретных горно-геологических условий залегания антрацитового пласта k2. В одном программном модуле моделировались несколько стадий, позволяющих определить величину напряжений и смещений кровли в выемочных выработках на различных этапах формирования опорного давления впереди движущегося очистного забоя. В результате моделирования получены значения напряжений и смещений кровли в массиве вокруг выемочных выработок при различных стадиях проявления зон опорного давления, позволяющие применить метод планирования эксперимента для оптимизации параметров охранной конструкции в виде податливого целика. Данные исследования направлены на повышение эффективности охраны выемочных выработок путем оптимизации параметров охранных конструкций (податливого целика) для повышения производительности очистного забоя при отработке пологих антрацитовых пластов, в том числе опасным по горным ударам.
Бесплатно
Методы исследования структуры и свойств горных пород на образцах (краткий обзор)
Статья обзорная
Методы исследования структуры и свойств горных пород на образцах (краткий обзор) Описаны некоторые неразрушающие методы контроля внутренней структуры горных пород и приведены примеры их использования. Приведены также примеры использования рентгеновской и нейронной томографии, сканирующей электронной и акустической микроскопии. Показано, что перспективным является метод лазерно-ультразвуковой структуроскопии. Приведены два примера использования последнего: измерение локальной пористости образцов геоматериалов и контроль изменения внутренней структуры в результате электромагнитного воздействия.
Бесплатно
Мировой океан последний резерв человечества
Статья научная
Рассмотрены вопросы контроля за минерально-сырьевыми ресурсами Земли как одной из важнейших составляющих геополитических стремлений стран «золотого миллиарда» во главе с США. Отмечается, что Мировой океан последний резерв человечества, обладающий колоссальными объемами углеводородного сырья и твердых полезных ископаемых (ТПИ). Подчеркивается, что минерально-сырьевая безопасность России есть основа национальной безопасности страны. Наибольший интерес с точки зрения возможности промышленного освоения представляют минерально-сырьевые ресурсы морского дна шельфовой зоны, континентального склона и океанического дна. В 1982 г. была принята Конвенция ООН по морскому праву, она вступила в действие в 1984 г., и согласно ей морские минеральные ресурсы являются общим достоянием человечества. Однако это относится только к тем месторождениям, которые залегают вне пределов континентального шельфа, принадлежащего конкретным государствам. Конвенция определила в Мировом океане 2 региона: - эксклюзивная экономическая зона (EEZ) 200-мильная морская полоса вдоль побережья страны, в пределах которой это государство обладает всеми правами на разведку, добычу, хранение и распоряжение природными ресурсами и морским дном; - международный район морского дна, деятельность в пределах которого и освоение его ресурсов являются общечеловеческими и регулируются Международным комитетом (органом) по морскому дну (ISA - МОМД). Приводятся данные об основных месторождениях нефти, природного газа, глубоководных полиметаллических сульфидов, железомарганцевых конкреций и кобальт-марганцевых корок. Делается вывод о необходимости создания в России морской горнодобывающей отрасли.
Бесплатно
Моделирование устойчивости ограждающих сооружений золоотвала
Статья научная
Складирование золошлаковых материалов, удаляемых из котельных помещений ТЭЦ «Теплоэлектроцентраль» при помощи гидротранспорта, производится в золоотвалы: специально организованные участки местности, по границам которых, в зависимости от рельефа, возводятся ограждающие дамбы либо по всему периметру золоотвала, либо только на отдельных пониженных участках. Ограждающие дамбы гидротехнических сооружений должны обладать устойчивостью всего сооружения на сдвиг; устойчивостью откосов на оползание; фильтрационной прочностью грунта тела сооружения; надежностью защиты откосов от возможных разрушений в результате действия атмосферных осадков, а также от волнового воздействия воды (в пределах отстойного пруда); достаточным превышением гребня дамбы над уровнем воды пруда и т.д. Основное внимание в исследовании сконцентрировано на вопросах проектирования ограждающих сооружений золошлаковых материалов, удаляемых из котельных помещений Карагандинской ТЭЦ при помощи гидротранспорта. При проектировании золоотвала решаются многие задачи, в том числе определяются местоположение, конструктивные особенности и тип ограждающих сооружений, площадь зеркала и объем складируемых хвостов, прочность сооружений ограждающих дамб и т.д. С целью оценки состояния проектируемого золоотвала выполнен анализ устойчивости откосов ограждающей дамбы для различных сочетаний нагрузок, условий возможной обводненности дамбы, наличия «геомембраны» и порового давления. Расчетная программа, основанная на методе конечных элементов, позволяет моделировать состояние массива в соответствии с прочностными и деформационными характеристиками насыпных грунтов тела дамбы и грунтов пород основания. Коэффициент устойчивости внешних откосов гидротехнических сооружений определяется с учетом класса и конструкции сооружения, типа основания, ответственности расчетного технологического этапа и других факторов исходя из условий, обеспечивающих предупреждение наступления предельных состояний. На основании анализа геологического строения основания проектируемого гидротехнического сооружения выбраны наиболее ответственные и характерные поперечные расчетные сечения по периметру ограждающих дамб золоотвала. Согласно выполненным расчетам внешние откосы дамбы по линиям скважин № 373-19, № 381-19, которые являются характерными практически по всей длине ограждающей дамбы, являются устойчивыми для разных сочетаний нагрузок.
Бесплатно
Наложенные прогибы Азербайджана в связи с их нефтегазоносностью
Статья научная
Республика Азербайджан обладает значительным потенциалом нефтегазовой отрасли экономики, которая является базовой для страны. Перспективы развития технологий добычи нефти и газа в значительной мере определяются эффективностью геолого-геофизических исследований и поисковоразведочного бурения рассматриваются особенности геологического строения и нефтегазоносности депрессионных зон суши Азербайджана с целью определения направления дальнейших поисков углеводородов (УВ). Проведенный анализ таких исследований показывает, что Среднекуринская впадина (азербайджанская часть) и Губа-Дивичинский прогиб имеют наложенный характер с соответствующими особенностями условий формирования и сохранения углеводородных скоплений. Обосновываются низкие перспективы нефтегазоносности миоценантропогенового комплекса отложений указанных наложенных прогибов, в связи с невысоким углеводородным потенциалом пород (особенно нижнеплиоценовых), а также низкими температурами, недостаточными для преобразования органического вещества в УВ. В качестве поисковых объектов предложено использовать слабо дислоцированные юрские и меловые отложения, особенно перекрытые нефтегазогенерирующими палеоген-миоценовыми комплексами (промышленные скопления типа Мурадханлы).
Бесплатно
Статья научная
Целью публикации является представление результатов исследований величины плотности и скорости в образцах основных пород архейской части Кольской сверхглубокой скважины (СГ-3), пройденной в северном обрамлении Печенгской палеорифтогенной структуры. Преобладающая часть пород архейского разреза СГ-3 представлена гнейсами, сланцами, амфиболитами. Их главными породобразующими минералами являются плагиоклаз, роговая обманка, слюды, кварц. Текстура пород в основном среднезернистая, структура - нематогранобластовая, лепидогранобластовая. Выполнена оценка упругой анизотропии и направленности структуры пород методом акустополярископии, проведены определение плотности, скорости продольных и поперечных волн в лабораторных условиях и расчет перечисленных характеристик по минеральному составу. Измеренные на образцах скорости имеют необычно низкую величину, которая объясняется эффектом разуплотнения глубинных пород. Значения скоростных характеристик, близкие к условиям глубинного залегания породы, получены расчетом с учетом их конкретного минерального состава. Средние значения скоростей продольных и поперечных волн у гнейсов, рассчитанных по минеральному составу, составили 6,38±0,16 км/с, поперечной - 3,52±0,14 км/с. Для сланцев средняя продольной скорости равна 6,40±0,13 км/с, поперечной - 3,46±0,09 км/с. Средние значения скорости продольных и поперечных волн для амфиболитов равны: 6,84±0,13 км/с и 3,82±0,08 км/с соответственно. Соотношения величин модулей сжатия и сдвига у разных пород проявляют те же тенденции, что и средние скорости. Однако их величины меньше у сланцев, средние у гнейсов, большие у амфиболитов. Экспериментальные данные, полученные на образцах, извлеченных из глубины в несколько километров, непосредственно не могут быть использованы для оценки скоростных характеристик пород. Близкие значения продольных и поперечных скоростей в породах на глубине можно полу-чить расчетным методом, используя данные по минеральному составу. Большой объем информа-ции о свойствах пород можно получить, применяя акустополяризационный метод исследований.
Бесплатно
Статья научная
В горнотехнической литературе до сих пор превалирует представление о том, что горные удары в рудниках и шахтах вызываются гравитационными силами веса массива покрывающих пород, выдвинутое в прошлом веке С.Г. Авершиным и И.М. Петуховым. На этом представлении основываются правила безопасного ведения горных работ на удароопасных месторождениях, в том числе современные инструктивные документы Ростехнадзора. Многочисленные исследования свойств поведения массива горных пород как геологической среды, явлений, вызывающих горные удары в подземных выработках, механизмов проявления горных и горно-тектонических ударов изменяют многие представления. Они оказались в настоящее время настоятельно необходимыми для объяснения причин особо мощных геодинамических явлений в рудниках - горно-тектонических ударов и техногенных землетрясений - явлений, которые в прошлом веке практически не наблюдались. Сильные геодинамические события в рудниках (горно-тектонические удары, техногенные землетрясения), сопоставимые по энергетическому уровню с землетрясениями, в очередной раз показали аналогию этих явлений с естественными землетрясениями, исследованиями которых занимается сейсмология. М.А. Садовским с соавторами был установлен закон самоподобия сейсмического процесса на разных масштабных уровнях. На основании этого закона соотношения, установленные для очагов землетрясений, оказалось возможным применять для динамических проявлений горного давления в рудниках. В настоящей работе развиваются дальнейшие детали этой аналогии. В ней показано, каким размерам структурной неоднородности массива соответствуют те или иные формы динамических проявлений горного давления. На основании закона самоподобия сейсмических процессов на разных масштабных уровнях показано, что энергетические характеристики проявлений горного давления в рудниках подчиняются закономерностям, установленным в сейсмологии.
Бесплатно
О взаимосвязях между показателями суммарного содержания влаги в мёрзлых горных породах и грунтах
Статья научная
Влага в мёрзлых горных породах и грунтах представлена в общем случае в виде двух компонентов - льда и незамёрзшей воды. Для количественной оценки содержания влаги в этих породах ранее были предложены два показателя, названные суммарной и общей влажностями. В работе показано, что такие названия неправильно отражают суть этих показателей. На самом деле это суммарные массовые влажность и влагосодержание. Для более полной и точной оценки влияния влаги на физические свойства мёрзлых горных пород в работе предложено использовать суммарные объёмные и абсолютные влажности и влагосодержания. Выявлены взаимосвязи между всеми рассмотренными в работе суммарными показателями влаги в мёрзлых горных породах.
Бесплатно
Об алгоритме сейсмической томографии при прогнозе геологических нарушений угольных пластов
Статья научная
Об алгоритме сейсмической томографии при прогнозе геологических нарушений угольных пластов Описан алгоритм обработки данных сейсмического просвечивания, позволяющий по системе критериев распознать тип и оценить характеристики геологических аномалий. В рамках алгоритма выполняются процедуры создания паспорта профиля, расчета амплитудных спектров, спектров скоростей, фильтрации, построения годографов. Далее выполняется расчет кинематических и динамических параметров в выделенных скоростных окнах и статистическая обработка. Основными процедурами алгоритма являются томографическое восстановление параметров волнового поля в плоскости выемочного столба, выделение и интерпретация аномальных зон с использованием критериев прогноза определения типа нарушения. Показано, что томографию в плоскости выемочного столба целесообразно проводить в скоростных окнах выделенных волновых пакетов последовательно для основных информативных параметров. Анализ распределения скорости максимума модуля амплитуды обеспечивает высокую точность в плане выделения участков...
Бесплатно
Определение технологических параметров призмы обрушения уступов, отвалов и дорог
Статья научная
Маркшейдерские работы при производстве горных работ имеют особое значение, так как от их качества, оперативности и достоверности зависят все технологические процессы полного жизненного цикла горного предприятия и в конечном итоге его конкурентоспособность. Организации самостоятельно определяют структуру маркшейдерских служб с учетом реализуемых технологий и масштабов добычи полезных ископаемых. Для обеспечения безопасной добычи полезного ископаемого открытым способом необходимо постоянно осуществлять оценку и контроль состояния массива горных пород уступов и бортов карьера. Недооценка физико-механических свойств горных пород, несоблюдение технологического цикла добычи и транспортировки полезных ископаемых, изменение климатических условий и другие приводят к нарушению устойчивости горных пород на всех участках карьера, в том числе на участках добычи и движения горнотранспортного оборудования. Существующая практика показывает, что эффективность расчёта устойчивости бортов и уступов карьеров достигается благодаря методике, которая должна учитывать механизм разрушения и деформации откосов, а также характер напряжённо-деформированного состояния массива пород карьера. Исследования, представленные в работе, основываются на сравнительном анализе параметров призмы обрушения уступов, отвалов и дорог на карьерах аналитическим и графическим методами с помощью компьютерных программ, а также с учетом статической нагрузки от самосвалов. Результаты исследования позволили установить, что: определение устойчивости откосов уступов и ширины призмы обрушения, выполненные аналитическим методом, дает более высокие результаты точности, чем полученные графическим методом; устойчивость откосов уступов и ширина призмы обрушения зависят не только от физико-механического состояния горных пород, но также от высоты уступа, веса автосамосвала и его груза, приходящегося на 1 п. м площадки размещения, расстояния от бровки откоса и других факторов; массив горных пород находится в спокойном состоянии, не подверженном оползневым явлениям, до тех пор, пока суммы удерживающих сил больше или равны сумме сдвигающихся сил; при использовании на открытых горных работах крупногабаритного транспортного оборудования нестандартного веса необходимо производить расчеты безопасной ширины призм обрушения с учетом нагрузок от них из расчёта на 1 п. м, величины которых могут быть в 1,5-2,0 раза выше расчетных по круглоцилиндрической поверхности скольжения.
Бесплатно
Оптимизация вычисления параметра периодичности модели зонального разрушения массива горных пород
Статья научная
Приведен обзор новых, наиболее значимых результатов в области горных исследований, основанных на использовании неевклидовой модели сплошной среды для описания распределения поля напряжений вокруг выработки круглого сечения. Рассмотрен вопрос точности вычисления параметров построенных моделей и проведено их сравнение с натурными экспериментами. Рассмотрен отдельно взятый параметр периодичности модели зонального разрушения массива горных пород вокруг глубокой выработки круглого сечения. Выбор данного параметра обоснован его значимостью для решения прогностических задач при исследовании горных месторождений. Проведен сравнительный анализ аналитического и численного определения данного параметра с натурными данными двух независимых месторождений. Описана и обоснована методика совместного использования аналитического и численного подхода в зависимости от решаемых задач на исследуемом месторождении.
Бесплатно
Особенности механизма формирования нагрузки на систему "крепь-межрамное ограждение"
Статья научная
Исследованы особенности формирования нагрузки на систему «крепь - межрамное ограждение» в процессе формирования вокруг выработки зоны разрушенных пород путем лабораторных исследований на моделях из эквивалентных материалов и структурных моделях. Выявлена роль межрамного ограждения при формировании нагрузки на рамные крепи. Установлено, что над межрамными ограждениями внутри зоны разрушенных пород образуется свод естественного равновесия, который перераспределяет нагрузку на рамы крепи, а на межрамные ограждения оказывает давление вес пород внутри этого свода. Разработаны требования к межрамным ограждениям рамных крепей горных выработок.
Бесплатно
Особенности развития деформаций отвалов фосфогипса
Статья научная
Представлены результаты многолетних геодезических наблюдений при формировании отвала фосфогипса Балаковского филиала АО «Апатит» в Саратовской области, которые позволили изучить закономерности развития деформационных процессов, обусловленных одновременным проявлением оползневых смещений и осадок поверхности отвала. Рассмотрены причины, механизм, динамика и условия образования оползней на отвалах фосфогипса, включая влияние техногенного водоносного горизонта на изменение несущей способности основания сооружения. Данные лабораторных исследований фосфогипса характеризуют его как сильно сжимаемый материал, обладающий выраженными реологическими свойствами, что предопределяет проявление на отвалах фосфогипса больших по величине деформаций оседания, длительно не затухающих во времени. Представленные в статье сведения могут быть полезны при оценке устойчивости отвалов фосфогипса и определении их максимальной емкости.
Бесплатно
Отходы переработки аподоломитового нефрита и направление их использования
Статья научная
Камнесамоцветное сырье пользуется повышенным спросом, что приводит к возрастающему объему перерабатываемой горной массы. Обогащение исходного сырья, изготовление камнерезных и ювелирных изделий сопровождаются образованием большого количества отходов. Представленное исследование направлено на изучение вещественного состава и физико-механических свойств твердых отходов переработки аподоломитового нефрита Витимского региона. Образование отходов в значительном количестве приводит к затратам на перевозку, хранение и охрану, ухудшает экологическую обстановку. Месторождения аподоломитового нефрита находятся в Витимском регионе России. Наибольшее их количество сосредоточено на Северо-Западе, Северо-Востоке и Юге Китая, в меньшей мере - в Южной Корее, Австралии, Италии и Польше. В работе использованы отходы переработки наиболее продуктивного российского месторождения аподоломитового нефрита - Кавоктинского. Проведено визуальное и петрографическое изучение нефрита, скарна и амфиболита твердых отходов. Изучен макро- и микрохимический состав нефрита различного цвета, выполнен рентгенофазовый анализ. Определены декоративные свойства. Получен радиационно-гигиенический сертификат. Отходы имеют марки по дробимости 1200, по истираемости - И1, по морозостойкости - F400. Проведенные исследования показали, что в их составе не содержатся зерна слабых пород, а также глина, пылевидные и глинистые частицы. Твердые отходы переработки нефрита Витимского региона имеют высокое качество, соответствуют требованиям ГОСТ 8267-93, за исключением повышенного содержания фрагментов лещадных (уплощенных) и повышенного размера. Они могут использоваться в производстве обычного, декоративного и мозаичного бетонов, декоративных плит, внутренней отделки помещений, бань и саун, для изготовления сувенирной продукции. Использование в качестве сырья для каменного литья и пролонгированного удобрения требует дополнительного рассмотрения. Все это позволит не только решить проблему утилизации отходов, но и улучшить экономические показатели добычи минерального сырья.
Бесплатно
Оценка параметров многостадийного гидравлического разрыва пласта с помощью 4D моделировани
Статья научная
На современном этапе большинство нефтегазоконденсатных месторождений южной части Восточно-Сибирской нефтегазоносной провинции характеризуется ростом доли трудноизвлекаемых запасов нефти в плотных коллекторах. В акватории моря на месторождении Челенджер-море (Юго-Восточный купол) предлагается применить многостадийный гидравлический разрыв пласта (МГРП). Внедрение этой технологии на шельфе станет источником дополнительных рисков. Например, однозначно не оценены свойства покрышки RR-2, есть ряд геологических неопределенностей, например, тектонический режим. Однако есть ряд аргументов в пользу МГРП - неоднородность коллектора, небольшая проницаемость, низкая обводненность месторождения, достаточная мощность продуктивного пласта и покрышки. Также хорошим фактором является то, что в процессе добычи не наблюдается пескопроявлений. Выбор принципиальной схемы заканчивания скважин на восточном борту пласта RR-7 производится с целью эффективного извлечения остаточных запасов. Задачи проведенной работы заключаются в создании геолого-гидродинамической модели Челенджер-море (Юго-Восточный купол); разработке 1D и 3D геомеханических моделей; оценке прогнозов по добыче с использованием принципиально разных схем заканчивания скважин; определении оптимальных параметров многостадийного гидравлического разрыва пласта. Методы исследований включают в себя петрофизические методы; методы ГИС; керновые исследования; буровые сводки и данные об испытаниях пластов; 3, 4D геомеханическое моделирование; геофизические методы: акустический каротаж, плотностной каротаж, гамма-каротаж. После построения геомеханической модели пласта на начало бурения производится гидродинамический расчет, по итогам которого определены кубы пластовых давлений и насыщений на определенные моменты времени. Полученные результаты позволили определить направления главных напряжений, значения эффективных и главных напряжений, а также величины упругих деформаций. Для оценки технологической эффективности МГРП были произведены прогнозы добычи на гидродинамической модели по разведочной скважине с традиционным заканчиванием (перфорированный хвостовик) с пятью стадиями МГРП. В первом случае накопленная добыча составила 144 тыс. т за 15 лет, во втором - 125 тыс. т за 17 лет. Разница в накопленной добыче обусловлена разными стартовыми дебитами скважин, а также темпами отбора в первые несколько лет разработки, а в дальнейшем кривые добычи и суточных дебитов демонстрировали схожее поведение. Для выбора наиболее эффективного варианта выполнен экономический анализ эффективности.
Бесплатно
Оценка устойчивости прибортового массива при отработке выходов угольного пласта
Статья научная
Рассматриваются вопросы оценки устойчивости южного борта карьера при отработке выхода угольного пласта Д6. Для оценки устойчивости южного борта карьера при отработке выходов угольных пластов применены современные методы исследований: изучение геологического строения и анализ состояния прибортового массива, создание наблюдательной станции и производство наблюдений, выполнение расчетов устойчивости прибортового массива южного борта карьера и анализ результатов выполненных исследований. Южный борт карьера сложен глинистыми отложениями мощностью до 5 м, далее алевролитами и аргиллитами мощностью до 1020 м и угольным пластом мощностью до 5 м. Выполнено обоснование расчетных прочностных характеристик горных пород, слагающих откосы уступов карьера, которые определяют напряженное состояние откосов, возникающих под воздействием внутренних и внешних сил. Инструментальные наблюдения по заложенной станции и съемка трещин на борту карьера позволили определить контуры зоны деформации и размеры оползневой призмы. Создана геомеханическая модель прибортового массива карьера и проведена оценка устойчивости по геологическому разрезу по линии максимальной глубины разработки. После выполненных мероприятий по пригрузке откосов южного борта карьера коэффициент запаса устойчивости составляет nу =1,69-173, что говорит о прекращении активной фазы деформирования борта и устойчивом его состоянии.
Бесплатно
Прогноз сейсмического воздействия взрывов на производственную инфраструктуру
Статья научная
Вопрос прогнозирования степени сейсмического воздействия промышленных взрывов на производственную инфраструктуру имеет важное значение при разработке полезных ископаемых открытым способом. В нашем случае интерес к этой проблеме определяется необходимостью обеспечения безопасности ведения горных работ при достаточной их эффективности в районе расположения охраняемых объектов ОАО ХК «Якутуголь», находящихся в зоне влияния горных работ разреза «Нерюнгринский». Из выполненных экспериментальных исследований установлено, что природные факторы влияют на интенсивность сейсмического эффекта, но не являются определяющими, тем не менее такие, как обводненность, многолетняя и сезонная мерзлота горных пород, должны учитываться при проектировании буровзрывных работ. Главным образом скорость колебания грунта в точках наблюдений зависит прежде всего от массы заряда ВВ, максимальной в группе, и гипоцентрального расстояния, т.е. расстояния от места (области) внутри блока, где начинаются разрушение, трещинообразование горных пород, возникают сейсмические волны при взрыве и распространяются до точки регистрации, а также масштаба массовых взрывов. В связи с этим для обеспечения достоверности и надежности прогноза сейсмического действия взрывов на охраняемые объекты для повышения эффективности технологии ведения буровзрывных работ в Нерюнгринском разрезе возникла необходимость в разработке методики, в основе которой лежали бы закономерности, связывающие сейсмические движения при взрыве с характеристиками взрыва и гипоцентральным расстоянием. Полученная по результатам экспериментальных исследований зависимость была реализована в алгоритме при разработке прикладной программы “SeismPrognoz”, позволяющей оперативно производить вычисления максимальной векторной скорости смещения грунта, массы заряда взрывчатого вещества (ВВ) максимальной в группе, безопасного расстояния, общей массы заряда ВВ и использовать полученную информацию для расчета паспорта буровзрывных работ конкретного блока.
Бесплатно
Статья научная
Разработка свит пластов приводит к образованию в толще пород большого количества зон повышенного горного давления, образованных влиянием опорного давления краевых частей массива и целиков, оставленных на соседних пластах. Наличие таких зон резко ухудшает состояние подготовительных и капитальных выработок при разработке свит пластов. В статье приводятся результаты проведенных наблюдений на участках подземных выработок угольных шахт Карагандинского угольного бассейна, находящихся под и над целиками и краевыми частями вышележащих угольных пластов. Если опорное давление под целиками и краевыми частями угольных пластов достаточно интенсивно исследовалось, то опорное давление над целиками и краевыми частями угольных пластов практически не изучалось. Результаты проведенных исследований показали, что во всех выработках, в которых проводились наблюдения, высота участка выработки, расположенного над целиком (краевой частью), изменяется волнообразно. Характер влияния опорного давления меняется в зависимости от удаленности выработки от источника этого давления и определяется коэффициентом подработки Kп. Длина полуволны опорного давления соответствует шагу вторичного обрушения основной кровли угольного пласта, на котором расположен целик (краевая часть). Результаты проведенных исследований показали, что во всех выработках, в которых проводились наблюдения, высота участка выработки, расположенного под целиком (краевой частью), изменяется волнообразно. В результате проведенных исследований выявлен волновой характер стационарного опорного давления, распространяющегося вдоль пласта, на котором расположена выработка, по закону затухающей синусоиды по мере удаления от источника опорного давления. При этом длина полуволны λ/2 соответствует мощности основной кровли над выработкой
Бесплатно
Системный подход к геодинамическому районированию на основе искусственных нейронных сетей
Статья научная
Рассмотрены методологические аспекты применения искусственных нейронных сетей для задач геодинамического районирования территорий при выборе мест размещения экологически опасных объектов (на примере объектов ядерного топливного цикла). Для преодоления неопределённости, обусловленной сложностью анализа информации о свойствах, процессах и строении геологической среды, используется системный подход анализа информации. Геологическая среда представляется как система взаимодействующего антропогенного объекта и окружающей среды, между которыми организованы связи. При оценке безопасности эксплуатации такого рода системы важным является мониторинг индикаторов состояния среды. Согласно современным нормативным требования и международных и отечественных организаций одним из главных, и в то же время сложных для определения индикаторов состояния площадок размещения объектов ядерно-топливного цикла, являются современные движения земной коры. В работе мы изложили метод прогноза современных движений земной коры на основе искусственных нейронных сетей. На основе прогнозных кинематических характеристик земной коры можно выявить опасные по проявлению геодинамических процессов зоны: растяжения, сжатия, зоны накопления упругой энергии и так далее. Предварительные результаты, полученные на представленной архитектуре нейронной сети, показали положительную перспективу применения данной методологии для задач геодинамического районирования.
Бесплатно
