Kivien alueellinen hajoaminen maanalaisten tuotantolaitosten ympärillä

Kivien vyöhykkeellinen hajoaminen maanalaisten tuotantolaitosten ympärillä  on fysikaalinen vaikutus, joka ilmenee "maanalaisten tuotantolaitosten ympärillä, jotka sijaitsevat syvyydessä, jossa gravitaatiojännityskomponentti on lähellä kivien yksiakselista puristusvoimaa tai ylittää sen, ja renkaan muotoisissa vuorottelevissa vyöhykkeissä, joissa on suhteellisen muodostuu häiriintymättömiä ja tuhoutuneita kiviä” [1] [2] [3] [4] [5] . Ilmiö on ristiriidassa klassisen kalliomekaniikan käsitteiden kanssa, [6] joiden mukaan transsendentaalisen muodonmuutoksen (tuhoamisen, hajoamisen) etuosan liike realisoituu työstön ääriviivasta syvälle massiiviin muodostaen vyöhykkeitä. kivien plastiset, elastis-plastiset ja elastiset tilat.

Vaikutus havaittiin luultavasti ensin kultakaivoksessa Etelä-Afrikassa, [7] [8] sitten se löydettiin itsenäisesti ja kuvattiin Neuvostoliitossa [1] [2] [3] [4] [5] [9] [10 ] . On olemassa suuri määrä tieteellisiä artikkeleita eri kirjoittajilta, jotka esittelevät ilmiön eri puolia. Ilmiöstä ei kuitenkaan ole luotu riittävää fyysistä mallia ja teoriaa. Sen sijaan on esitetty lukuisia hypoteeseja, joita ei ole vahvistettu [11] .

Hypoteesit ilmiön mekanismista

Ilmiön paradoksaalisuus sai aikaan hypoteesien syntymisen, jotka kategorisesti [12] [13] tai implisiittisesti [14] [15] [16] [17] torjuvat sen fyysisen todellisuuden.

Ilmiön tulkitsemiseen käytettiin monia jatkuvan ja diskreetin median mekaniikan matemaattisia malleja [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] . Tämän lähestymistavan perustavanlaatuinen haittapuoli on abstraktio aineen todellisesta rakenteesta: Saint Venantin ajoista lähtien äärettömän pienet tilavuudet (differentiaalit) eivät ota huomioon todellisia fysikaalisia prosesseja aineessa. [48]

Jatkuvan ja diskreetin median mekaniikkaan perustuvien mallien puutteiden poistamiseksi on kehitetty taulukon rakenteen huomioivia malleja fysikaalisen mesomekaniikan menetelmillä [49] [50] [51] [52] .

Jaksottaisen kallionpaineen säännönmukaisuuksien perusteella esitetty hypoteesi perustuu oletukseen kerrosmaisen massiivin mutkista työskentelyn päällä [53] .

Toinen hypoteesi on kehitetty analogisesti autoaaltokemiallisten prosessien kanssa. Mittakaavakerroinmoduulia käyttämällä ehdotetaan Kurleni-Oparin-ilmiön kvantitatiivisia parametreja: hajoamisvyöhykkeen alun säde,  pienimuotoisen hajoamisen kuoren paksuus ja vyöhykkeiden muodostumisen tila-ajallinen suhde: [ 4] [5] , , ,  — työskentelysäde,  — hajoamisvyöhykkeen muodostumisaika.

Kivien vyöhykehajoamisen ilmiön luonteen paljastamiseksi maanalaisten työstöjen ympärillä ja Kurleni - Oparin -parametrien fyysisen perustelun selvittämiseksi kehitettiin hypoteesi, joka perustuu aineiden klusteroitumisen malleihin nanotasolla [54] [55] [56 ]. ] [57] [58] [59] [60] [ 61] [62] [63] [64] [65] [66] .

Katso myös

Muistiinpanot

  1. ↑ 1 2 Kivien vyöhykehajotus maanalaisten tuotantolaitosten ympärillä. // Shemyakin E. I. , Fisenko G. L., Kurlenya M. V. , Oparin V. N. ja muut. - Osa I. 1986. - Nro 3. - Osa 2: Kivien tuhoaminen vastaavista materiaaleista tehdyillä malleilla //FTPRPI. - 1986. - Nro 4. - Ch. Z: Teoreettiset käsitteet //FTPRPI. - 1987. - Nro 1. - Osa 4: Käytännön sovellukset // FTPRPI. - 1989. - Nro 4.
  2. ↑ 1 2 Shemyakin E. I., Fisenko G. L., Kurlenya M. V., Oparin V. N. et al. Kivien vyöhykehajoamisen vaikutus maanalaisten toimien ympärillä // Dokl. - 1986. - T. 289. - Nro 5.
  3. ↑ 1 2 Avausnumero 400 USSR. Kivien vyöhykehajoamisen ilmiö maanalaisten toimien ympärillä / E. I. Shemyakin, M. V. Kurlenya, V. N. Oparin, V. N. Reva, F. P. Glushikhin, M. A. Rozenbaum. - Julkaistu. BI, 1992, nro 1.
  4. ↑ 1 2 3 Kivien vyöhykehajoaminen ja maanalaisten tuotantolaitosten stabiilius / 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: Toim. IGD SO RAN, 2008.
  5. ↑ 1 2 3 Kurlenya M. V., Oparin V. N. Epälineaarisen geomekaniikan ongelmat. Osa I // FTPRPI. - 1999. - Nro 3. : Osa II // FTPRPI. - 2000. - Nro 4.
  6. ↑ Borisov A. A. Kivien ja massiivien mekaniikka. M., Nedra, 1980.
  7. ↑ Cloete, DR, Collett, PAG, Cooke, NGW, Jager, AJ ja White, AJA Kultakaivosten murtumisvyöhykkeen luonne, joka paljastettiin timanttiporauksella. Kaivosjohtajien yhdistys, paperit ja keskustelut. 1972-1973.
  8. ↑ Adams GR;, Jager AJ Petroskooppinen havainto kallion halkeamisesta pysäytyspintojen edessä syvällä kultakaivoksissa//J. Etelä-Afrikka Inst. Mining and Metallurgy, 1980, voi. 80, nro 6.
  9. ↑ Glushikhin F. P., Shklyarsky M. F., Reva V. N., Rosenbaum M. A. Uudet kivien tuhoutumismallit tuotantolaitosten ympärillä // Kaivoksen rakentaminen - 1986. - Nro 2.
  10. ↑ Kaido I. I. Kiven paineen tutkimus Kuzbassin hydraulisten kaivosten valmistelu- ja kierretöissä. Tr. VNIIhydrougol. Hiilen louhintatekniikan ja hydraulisen louhinnan laitteiden parantaminen. Novokuznetsk. 1984.
  11. ↑ Popper K. Logiikka ja tieteellisen tiedon kasvu. M., Progress, 1983
  12. ↑ Kogan I. Vuorijonon itseorganisoituminen onteloiden ympärillä (heterogeenisuudet). - MGGU. – GIAB. - 2009. - Nro 3.
  13. ↑ Shestopalov A. V. Teknogeenisen murtuman itsemuodostumisen mekanismi kaasua sisältävien hiilisaumojen kehittämisessä // Raportti seminaarissa IPKON RAS:ssa 29.11.2000
  14. ↑ Itseorganisaatioilmiön ominaisuudet ja ominaisuudet jännittyneissä maaperässä ja kivimassoissa laajennettujen geomekaanisten rakenteiden ympärillä / B. M. Usachenko, A. A. Yalansky, V. V. Levit, A. G. Zabolotniy, T. A. Palamarchuk, V. N Sergienko // Geotechnical mechanics: Sat. tieteellinen tr. IGTM NASU. Dnepropetrovsk. 2002. Nro 40.
  15. ↑ Yalansky A. A., Palamarchuk T. A., Rozumny S. N. Kivimassan itseorganisaatioprosessien ominaisuudet ja diagnostiikka kaivostoiminnan läheisyydessä // Mining Information and Analytical Bulletin. - M.: MGGU, 2003. - Nro 3.
  16. ↑ Löytö nro 318. Maaperän ja kivimassojen itseorganisoitumisen malli laajennetun maanalaisen työstön ympärillä. – Kansainvälinen tieteellisten löytöjen ja keksintöjen tekijöiden akatemia löytöhakemuksen nro A-399 tieteellisen tutkimuksen tulosten perusteella, päivätty 20. huhtikuuta 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. et al. Keinotekoisten ryhmien itseorganisoitumisen vaikutus solurakenteiden muodostumiseen passiivisen ytimen ja aktiivisen kantajakuoren muodossa // Dokl. Neuvostoliiton tiedeakatemia. - 1992. - T. 323. - Nro 6.
  18. ↑ Annin B. D., Zhigalkin V. M. Materiaalien käyttäytyminen monimutkaisissa kuormitusolosuhteissa. - Novosibirsk: Venäjän tiedeakatemian Siperian sivuliikkeen kustantamo, 1999.
  19. ↑ Guzev M. A., Paroshin A. A. Ei-euklidinen malli kivien vyöhykehajoamisesta maanalaisten työstöjen ympärillä / / PMTF. - 2000. - Nro 3.
  20. ↑ Guzev M. A., Paroshin A. A. Neevklidova malli kivien vyöhykehajotuksesta maanalaisen työskentelyn ympärillä. Automaatio- ja ohjausprosessien instituutti, Venäjän tiedeakatemian Kaukoidän haara, Vladivostok, 690041 Sovellettu mekaniikka ja tekninen fysiikka, 2001, nro 1, v. 42,
  21. ↑ Guzev M. A., Ushakov A. A. Järjestysparametrin kriittinen käyttäytyminen kivien vyöhykehajoamisen ei-euklidisessa mallissa.
  22. ↑ Guzev M. A., Makarov V. V., Paroshin A. A., Opanasyuk A. A. Malliesitykset vyöhykkeen muodonmuutoksesta ja kivimassan tuhoutumisesta maanalaisten työstöjen ympärillä. // "Geodynamiikka ja esimerkiksi maan sisätilan tila", Novosibirsk: IGD SB RAS, 2002.
  23. ↑ Kiva M. N. Tutkimus hyvin puristuneiden kivien muodonmuutos- ja tuhoutumiskuvioista maanalaisten työstöjen ympärillä ja säädettävien tukirakenteiden kehittäminen. - Abstrakti. diss. … Ph.D. Tieteet. - DVPI ne. V. V. Kuibyshev. - Vladivostok. – 2004.
  24. ↑ Ksendzenko L. S., Sapelkina V. M. Tutkimus kiven ominaisuuksien vaikutuksesta tuhon vyöhykerakenteen kehitykseen. MSGU. – GIAB. - 2005. - Nro 3,
  25. ↑ Ksendzenko L. S. Viallisten välineiden mekaniikkamenetelmien soveltaminen ryhmän vyöhyke tuhoutumisen ongelmaan. MSGU. – GIAB. - 2007. - Nro 8.
  26. ↑ Makarov V.V. Kivien vyöhykemuodonmuutos työpaikkojen ympärillä ja näytteissä //Raporttien tiivistelmät. X kansainvälinen. konf. turkista. kiviä. - M. 1993.
  27. ↑ Makarov V.V. Kivien vyöhykemuodostuksesta yksittäisen pääoman työstöjen ympärillä / / Maanalaisten rakenteiden mekaniikka. - Tula: TPI, 1995.
  28. ↑ Makarov V. V. Kivimassan vyöhykemuodonmuutoksesta pääomatyön ympärillä / TulGU:n uutisia, sarja "Ekologia ja elämän turvallisuus". - Tula: TulGU, 1997.
  29. ↑ Makarov V.V., Gorlanova N.A., Zvonarev M.I. Kivimassan vyöhykemuodostuksesta kaivoksen ympärillä / Maanalaisten rakenteiden mekaniikka. Tula, TPI, 1989.
  30. ↑ Guzev M.A. , Makarov V.V. Voimakkaasti puristuneiden kivien muodonmuutos ja tuhoutuminen tuotantolaitosten ympärillä, - Vladivostok: Dalnauka, 2007. - 231 s. - ISBN 978-5-8044-0795-8
  31. ↑ Makarov V.V., Guzev M.A. Kivien vyöhykkeen tuhoutumis- ja muodonmuutosmekanismi maanalaisten työstöjen ympärillä, "Geodynamiikka ja esim. comp. Maan suolet”, Novosibirsk, IGD SB RAS, 1999.
  32. ↑ Makarov V. V., Emelyanov B. I., Zvonarev M. I. Puristus- ja dilataatiovyöhykkeiden muodostumisen piirteet kivimassassa työstökohteiden ympärillä // Julkaisussa: Kaukoidän kerrostumien kehityskysymykset. - Vladivostok: DVPI, 1990.
  33. ↑ Metlov L. S., Morozov A. F., Zborshchik M. P. Kivien vyöhyke tuhoamismekanismin fyysiset perusteet kaivoksen läheisyydessä // FTPRPI. - 2002. - Nro 2.
  34. ↑ Metlov L. S. Paikallisten tilojen esiintyminen jännityksen rentoutumisen aikana kivissä//Raporttien tiivistelmät. X Int. konf. turkista. vuori, kalliot. - M.: IGD, 1993.
  35. ↑ Metlov L. S. Vyöhykkeen hajoamisen mekaaninen malli // Fysiikka ja tekn. korkea paine (Kiova). - 1995. - Nro 1.
  36. ↑ Morozov A.F. Sedimenttikivien alueellisen hajoamisen vaihtelut valmistelutyön ympärillä // Ukrainan kivihiili. 1991, nro 7.
  37. ↑ Morozov A.F., Yuskevich A.M. Sedimenttikivien alueellisen hajoamisen vaihtelut kehitystyön ympärillä // Ukrainan hiili. - 1991. - Nro 7.
  38. ↑ Morozov A. F., Metlov L. S., Mordasov V. I. Kehitystoiminnan vakaus kivien vyöhykehajoamisen olosuhteissa. Osa 1. - Donetsk: Donechchina, 1999.
  39. ↑ Odintsev V. N. Kivien rajoittavan muodonmuutoksen ja vyöhykkeen hajoamisen lisäksi lähellä työskentelyä suurissa syvyyksissä // Gorn. paine ja tekniikka. alaotsikko res. malmit suurissa syvyyksissä: Dokl. Vses. sovesh. "Intensiteetti. tekstitysmenetelmiä. res. malmit suurissa syvyyksissä ”, - M., 26. - 28. kesäkuuta 1990. - M., 1990.
  40. ↑ Odintsev V. N. Massiivin erottuminen ja vyöhykkeellinen hajoaminen lähellä syvää työskentelyä // Raporttien tiivistelmät. X Intl. konf. turkista. vuori, kalliot. - M.: IGD, 1993.
  41. ↑ Reva V. N., Tropp E. A. Vyöhykkeen hajoamisen elastinen-plastinen malli maanalaisen työskentelyn läheisyydessä // Julkaisussa: Fizika i mekhanika razrush. sarvi, kivet levitetty. dynamiikan, ilmiöiden ennustamiseen. - S.-Pb.: VNIMI, 1995.
  42. ↑ Sapelkina V. M. Kivien vyöhyke tuhoutumismallit maanalaisten rakennusten ympärillä suurissa syvyyksissä. Abstrakti dis. … Ph.D. - Vladivostok. DVGTU. – 2008.
  43. ↑ Chanyshev A.I. Kivien vyöhykehajoamisen ilmiön tutkimukseen // Kivimassan jännitys-venymätila. - Novosibirsk: IGD, 1988.
  44. ↑ Chanyshev A.I., Belousova O.E., Lukyashko O.A. Lohkomedian matemaattiset mallit geomekaniikan ongelmissa. // Osa IV: Rakenteen riippuvuus jännitystilasta // FTPRPI. - 2005. - Nro 4 ..
  45. ↑ Chanyshev A. I., Belousova O. E. Kalliomassan tuhoutumisprosessin matemaattinen mallinnus lieriömäisen työskentelyn ympärillä // Tieteellisen konferenssin aineisto, johon osallistuivat ulkomaiset tutkijat "Maan sisäpuolen geodynamiikka ja jännitystila". Novosibirsk. – 2006.
  46. ↑ Vyöhykkeen muodonmuutos ja kivien tuhoutuminen maanalaisten työstöjen ympärillä ja sen matemaattinen malli / V. V. Makarov, M. A. Guzev, A. A. Opanasyuk, M. N. Kiva ja muut // Proceedings of the International science and practice. konf. "Tunnelin rakentaminen. Venäjä ja IVY-maat vuosisadan alussa: kokemus ja tulevaisuudennäkymät, Moskova, 28. - 31. lokakuuta 2002, M: RTA, 2002,.
  47. ↑ Bai Shiwei, Gu Zhimeng. Gallerioiden muodonmuutosten seuranta murtuneessa kivimassassa ja ympäröivien kivien murtumismekanismin tutkimus // Proc. Int. Symp. Eng. Kumppani kiven muoto. Peking, 3.-7.11. 1986.
  48. ↑ Xu Yuhyao. Ympäröivän kallioprojektin kiinteä liike ja kahden vastakkaisen säteittäisen pisteen luonne liikkuvat samaan suuntaan // J. China Coal Soc. 1989, nro 2.
  49. ↑ Wu Nao, Guo Zhi-kun, Fang Qin, Liu Jin-chun Vyöhykkeen hajoamisilmiön mekanismi suljettaessa kivimassaa syvien tunnelien ympärille J. Cent. Etelä-yliopisto Technol. (2009) 16:0303-0311 DOI: 10.1007/s11771-009-0052-0
  50. ↑ Saint-Venant B. Muistelma prismojen väännöstä. Muistelma prismojen taivutuksesta. Ranskan kielestä kääntänyt A. A. Pariysky, toimittanut ja johdantoartikkelin kanssa G. Yu. Dzhanilidze. - Rouva. Ed. Fyysinen ja matemaattinen kirjallisuus. - M. 1961.
  51. ↑ Makarov P. V. Kiinteiden aineiden ja väliaineiden muodonmuutoksen ja tuhoutumisen hierarkkisesta luonteesta // Fiz. mesomeh. - 2004. - T. 7. - Nro 4.
  52. ↑ Makarov P. V. Muodonmuutos- ja tuhoutumisprosessien mallinnus mesotason tasolla // Izv. AN. Jäykän rungon mekaniikka. - 1999. Nro 5.
  53. ↑ Makarov P. V. Elastoplastisen muodonmuutoksen ja epähomogeenisten väliaineiden tuhoutumisen mallinnus mesotason tasolla // Fiz. Mesomekh. - 2003. - T. 6. - Nro 4.
  54. ↑ Kaido I. I., Zlatitsky A. N., Lyubogoshchev V. I. Muodostumisen jännittyneen tilan hallinta hoitotöiden vaikutusalueella. - Tr. VNIIhydrougol. Hydraulituotannon tehokkuuden parantaminen Kuzbassin kaivoksilla. Novokuznetsk. 1985.
  55. ↑ Kaido I. I. Menetelmän kehittäminen louhintatöiden suojaamiseksi Kuzbassin hydraulisissa kaivoksissa loivien hiilisaumojen kehittämisen aikana. Abstrakti diss. … cand. tekniikka. Tieteet. M. IGD im. A. A. Skochinsky. – 1987.
  56. ↑ Atrushkevich O. A., Kaido I. I., Toporov S. P. Interaction of anchor lining with coal rock mass in development workings. Epäperinteiset ja intensiiviset tekniikat mineraaliesiintymien kehittämiseen. I kansainvälisen konferenssin materiaalit, Novokuznetsk, SibGGMA, 1996.
  57. ↑ Kaido I. I. Massiivin hajoaminen kehitystyön ympärillä. Epäperinteiset ja intensiiviset teknologiat mineraaliesiintymien kehittämiseen: II kansainvälisen konferenssin julkaisut / SibGIU. - Novokuznetsk, 1997.
  58. ↑ Kaido I.I. Kivien alueellisen hajoamisen ilmiön luonteesta maanalaisten työstöjen ympärillä (hypoteesi). MSGU. – GIAB. - 2009. - Nro 1.
  59. ↑ Kaido I. I. Klusterimalli maanalaisen työstön ympärillä olevan ryhmän vyöhykehajoamisen ilmiöstä. MSGU. – GIAB. - 2009. - Nro 6.
  60. ↑ Kaido I. I. Matriisin tilan hallinta ryhmän vyöhykkeen hajoamisen aikana maanalaisen työstön ympärillä. MSGU. – GIAB. - 2009. - Nro 9.
  61. ↑ Kaido I. I. Koko kehitystyön suojauksen piirteitä massiivin vyöhykehajotessa. - MGGU. – GIAB. - 2010. - Nro 6.
  62. ↑ Kaido I. I. Uusia näkökohtia maanalaisen työstön ympärillä olevan ryhmän vyöhykehajoamisen ilmiöstä. - MGGU. – GIAB. - 2010. - Nro 2.
  63. ↑ Kaido I. I. Vyöhykkeen hajoamisen ilmentymä stressikentässä kehitystyön ympärillä. - MGGU. – GIAB. - 2010. - Nro 8.
  64. ↑ Kaido I.I. Kehitystyön säilymisen ja muodostumisen piirteet louhitun tilan rajalla massiivin vyöhykkeellisen hajoamisen aikana - Moskovan valtion kaivosyliopisto. – GIAB. - 2010. - Nro 3.
  65. ↑ Kaido I. I. Työosion muodostaminen kahdessa vaiheessa vyöhykkeen hajoamisen olosuhteissa - Moskovan valtion kaivosyliopisto. – GIAB. - 2010. - Nro 5.
  66. ↑ Kaido I.I., Nikishichev B.G., Salamatin A.G., Solovjov A.S. Kehitystyön suojaustekniikan parantaminen Kuzbassin kaivoksissa olosuhteissa, joissa maaperän kivet ovat intensiivisiä. Opastus. - M.: MGGU, 1995.

Kirjallisuus