Горный журнал УГГУ - Результаты поиска для: Корнилков М. В.

Проведена научно-исследовательская работа по установлению зависимости переходного электрического сопротивления железобетонного анкера от заполнения тела анкера цемент-но-песчаной смесью для оценки качества установки железобетонных анкеров. Результатом исследования стал разработанный электрометрический метод контроля качества железо-бетонной анкерной крепи. Разработан и изготовлен опытный образец прибора электрометрического контроля анкерной железобетонной крепи (прибор АНЧ-АР). Предложенный метод и опытный образец прибора АНЧ-АР прошли лабораторные испытания и опробованы в условиях действующих подземных горных выработок горнодобывающего предприятия шахты «Южная» Высокогорского ГОКа (г. Кушва, Свердловская обл.). Установлены зависимости между степенью заполнения бетонным раствором шпура анкера и его удельным электрическим сопротивлением, позволяющие оценивать качество установки железобетонных анкеров в условиях скальных пород железорудных месторождений Урала.

Устойчивость обнажений трещиноватых породных массивов определяется, как правило, процессом сдвига горных пород по плоскости ослабления (трещине). Параметры сдвига зависят от прочностных характеристик вмещающих пород и геометрии трещины. В работе на примере реальных условий карьера месторождения Удачное рассмотрена процедура анализа устойчивости породного массива. Дается методика разделения и количественной оценки параметров шероховатости и извилистости трещин на основе фрактального анализа их траектории. Описывается процедура построения паспорта прочности при сдвиге пород по трещине. Определяется истинная длина траектории и площади поверхности трещин с учетом их кривизны и оценки их фрактальной размерности. Дается анализ устойчивости обнажений при разной величине угла падения трещины. Результаты анализа позволяют определить коэффициент устойчивости обнажений и допустимую нагрузку на уступы карьера. Обсуждаемые методики анализа могут найти применение для различных условий открытой и подземной разработки трещиноватых породных массивов.

В статье поднимается вопрос о взаимосвязи процессов добычи минерального сырья. Производственные циклы рассматриваются во взаимосвязи с их энергетическими характеристиками с учетом выемки в забое во времени. Проанализированы ранее опубликованные материалы по установлению взаимосвязи между процессами бурения и взрывного разрушения массива горных пород. Рассмотрены энергетические характеристики выемочных работ во взаимосвязи со взрывным разрушением и предложен подход к определению связи выемки и погрузки горной массы в транспортные средства, определено перспективное направление изучения технологических связей. Представлены результаты анализа смоделированной работы некоторых канатных гусеничных экскаваторов с разной емкостью ковша при работе в одну заходку. Показано, что энергоемкость взрывного разрушения и энергоемкость экскавации характерно связаны со скоростью перемещения забоя. При этом суммарная энергоемкость взрывного разрушения и выемочных работ снижается с увеличением скорости перемещения забоя. Последнее указывает на то, что увеличение интенсивности выемочных работ в карьере ведет к снижению энергозатрат по процессам.

Выполнен анализ структурных изменений во взорванной и отгруженной горной массе на карьерах комбината ОАО «Ураласбест» в динамике разработки Баженовского месторождения за двадцатилетний период времени. Статистическая оценка изменения во времени и пространстве условий и показателей дезинтеграции скальных массивов взрывным способом на карьерах по добыче хризотил-асбеста в динамике их развития осуществлена с помощью системного анализа динамических рядов, уровни которых формируются под совокупным влиянием различных факторов и случайностей. В процессе исследований выявлены тенденции изменения объемов добычи асбестовых руд разных видов, а также скальных пород, пригодных для производства строительных материалов. Установлены регрессионные взаимосвязи между объемами выемки скальных пород и руд с ростом глубины и пространственных параметров карьеров. Приведены характеристики физико-механических свойств рудоносных и пустых скальных пород, пригодных для производства щебня и строительных материалов, предопределяющие параметры и эффективность производства буровзрывного комплекса на карьерах.

В работе предлагаются функции поверхности текучести и пластического потенциала на основании ранее выполненных автором исследований. Предельной поверхностью для данных функций является поверхность разрушения твердых тел (горных пород), описываемая законом Кулона. Фактически предлагаемая функция представляет закон пластического деформирования твердых тел. Аналитически доказывается, что в процессе пластического деформирования происходит разворот структурных элементов твердого тела. На основании данных исследований объясняются некоторые несоответствия, наблюдаемые в процессе испытаний горных пород на прочность. Получен энергетический вариационный принцип разрушения (деструкции) твердых тел. На его основе объясняется появление кольцевых структур в окрестности некоторых горных выработок – явление зональной дезинтеграции горных пород. Предложена зависимость для расчета масштабного фактора данного явления. Обосновывается геометрическая близость формы поверхности скольжения в откосах к дуге окружности.

В основе расчета конструкций анкерного крепления ограждающих стен котлованов лежит алгоритм программы имитационного моделирования, осуществляющей количественную оценку надежности и риска возведения подземного объекта. Основное средство оценки – имитационные испытания по методу Монте-Карло, реализуемому в режиме автоматизированной прикладной программы и текстовых файлов на языке программирования QBasic. На этой основе создана машинно-ориентированная процедура проектирования гибких подпорных конструкций, позволяющая осуществить оперативный вероятностный анализ нагрузок на несущую конструкцию, положения поверхностей скольжения и устойчивость опорных узлов анкеров. Определение уровней рисков при расчетах устойчивых гибких подпорных конструкций котлованов городских подземных сооружений, строящихся открытым способом, является весьма актуальной проблемой. Очевидный путь решения этой проблемы – формализация риск-анализа, предусматривающая разработку методики моделирования геотехнической ситуации по средним значениям входных параметров.

При лабораторных испытаниях образцов скальных горных пород часто выявляется нелинейная связь касательных и нормальных напряжений. Эти факты однозначно указывают на существование верхней границы применимости закона Кулона. Теоретический анализ геометрических показателей положения верхнего предела закона Кулона с использованием безразмерных характеристик напряжений позволяет выявить причины отклонений результатов испытаний на срез со сжатием от линейной зависимости. Практически для всех разновидностей скальных горных пород фактические точки испытаний, выполненных с углом среза 45°, соответствуют паспорту прочности за верхним пределом применимости линейного закона Кулона. Таким образом, методика проведения и интерпретации испытаний горных пород на срез со сжатием требует существенной модернизации.

Обосновывается и доказывается, что для совершенствования анкерного крепления котлованов необходимо применять восходящий способ установки анкеров в тех случаях, когда использование грунтовых «нисходящих» анкеров может быть ограничено наличием скальных трещиноватых массивов, карстовых или плывунных пород (грунтов), а также на участках, насыщенных подземными инженерными коммуникациями. Существенным достоинством конструкции предлагаемой крепи несущей стены котлована является определенность, наглядность и простота ее статической работы, обеспеченная постоянным визуальным контролем состояния узлов крепления и зацепления каждого анкера, тогда как применение грунтовых анкеров создает некоторую неопределенность их статической работы, связанную с отсутствием данных о геологическом строении и свойствах грунтов в зоне замковой части анкера и со скрытым характером работ по его устройству. Анкеры предлагаемой конструкции предполагается изготавливать из композитного материала – из стекловолокна или углеродного волокна – так называемые ленточные фиберглассовые анкеры. Это позволит легко транспортировать анкеры в виде бухт, а на площадке разрезать их на отрезки любой длины. Однако такая конструкция требует проверки расчетом условия равновесия опоры узла крепления верхнего конца анкерной тяги, расположенной на поверхности грунта. В данной статье приводятся методика расчета опорного откоса и проверка устойчивости опоры на сдвиг.

Массивы горных пород обычно находятся в предельно напряженном состоянии, и максимальные значения напряжений ограничиваются прочностными характеристиками породных массивов. Состояние предельного равновесия поддерживается разгрузкой напряжений при развитии в массивах процессов хрупкой деформации. Массовые трещины предразрушения развиваются в приповерхностной зоне хрупкой деформации. Мощность этой зоны в скальных массивах составляет 300–500 м. Сеть взаимосвязанных открытых трещин предразрушения формирует вблизи земной поверхности водоносный комплекс приповерхностной трещиноватости. Геомеханические закономерности развития процессов хрупкой деформации предопределяют формирование вертикальной трещинной зональности. Количественные закономерности развития вертикальной трещинной зональности позволяют определять основные геомеханические характеристики скальных массивов.

Состояние и свойства горных пород существенно зависят от блочного строения и трещин-ной структуры породных массивов. В силу сложности и малой воспроизводимости натурных экспериментов наиболее эффективным и информативным способом исследований является статистическое моделирование трещин на основе метода Монте-Карло. В работе обсуждаются методы моделирования траектории трещин на основе их характеристик как фрактальных объектов. Даются математические основы моделей на основе фрактального броуновского движения, аппроксимации извилистости трещин кусочно-линейными функциями и их моделирование методом срединных смещений. Управляющим параметром модели является фрактальная размерность траектории трещин (показатель Гельдера). Рассматриваются способы генерирования координат берегов зияющих трещин. Предусмотрено три реализации модели: зеркальное отражение берегов трещин отрыва; моделирование берегов трещин сдвига по единому алгоритму и определение средней линии трещин при сдвиге их берегов в заданном масштабе. Разработанные компьютерные программы позволяют моделировать трещинную структуру горных пород, а также процессы зарождения и развития трещин при различных воздействиях на породный массив в ходе его разработки.

Страница 1 из 3