Физическое и математическое моделирование процесса деформирования и разрушения междукамерных целиков
DOI:
https://doi.org/10.7242/2658-705X/2021.1.4Ключевые слова:
соляные породы, междукамерные целики, математическое моделирование, критерий прочности, разрушение, поперечная деформация, несущая способностьАннотация
Подземная добыча водорастворимых руд сопряжена с необходимостью защиты рудников от затопления. Снижение рисков возникновения аварийных ситуаций на горнодобывающих калийных предприятиях Пермского края посредством оперативного реагирования на изменение состояния недр и организации соответствующих мер защиты способствует безопасному недропользованию и развитию региона. В статье представлены основные результаты исследования, посвященного экспериментальному и теоретическому обоснованию использования относительной поперечной деформации междукамерных целиков в качестве информативного параметра, позволяющего оперативно оценивать состояние несущих элементов подземных сооружений для условий Верхнекамского месторождения солей. Экспериментальные исследования состояли в физическом моделировании процесса деформирования и разрушения целиков на основе лабораторных испытаний кубических соляных образцов большого размера на одноосное сжатие с регистрацией их деформированного состояния. Теоретические исследования включали математическое описание результатов лабораторных экспериментов и определения параметров модели среды, достоверно описывающей все этапы деформирования соляных образцов. С целью получения оценок значений относительных поперечных деформаций целиков, при которых происходит потеря их несущей способности, выполнена адаптация разработанной модели среды применительно к опорным элементам очистных выработок с учетом их реальных размеров и геометрической формы
Библиографические ссылки
- Баклашов И.В. Геомеханика: учебник для вузов. В 2 т. / - М.: Изд-во Московского государственного горного университета, 2004. - Т. 1. Основы геомеханики. - 208 с.
- Барях А.А., Асанов В.А., Паньков И.Л. Физико-механические свойства соляных пород Верхнекамского калийного месторождения: учеб. пособие /. - Пермь: изд-во Перм. гос. техн. ун-та, 2008. - 199 с.
- Барях А.А., Самоделкина Н.А. Об одном критерии прочности горных пород // Чебышевский сборник. - 2017. - Т. 18. - № 3 (63). - С. 72-87. - DOI
- Временная инструкция по расчету целиков для пологопадающих залежей на глубине более 400 м и наклонных залежей Жезказганского месторождения / Корпорация «Казахмыс». - Алматы-Жезказган, 1998. - 158 с.
- Евсеев А.В., Ударцев А.А. Методика определения нормативной скорости поперечного деформирования междукамерных целиков в лабораторных условиях // Горное эхо. - 2019. - № 3. - С. 31-34. https:doi.org/10.7242/echo.2019.3.8.
- Методические рекомендации к «Указаниям по защите рудников от затопления и охране подрабатываемых объектов в условиях Верхнекамского месторождения калийных солей». Введ. в действие с 30.03.2017 в ред. 2014 г. - Пермь; Березники, 2014.
- Методическое руководство по выбору геомеханических параметров технологии разработки угольных пластов короткими забоями. - СПб.: ВНИМИ, 2003. - 30 с.
- Протосеня А.Г., Шоков А.Н. Расчет параметров целиков при камерно столбовой системе разработки рудных месторождений с использованием трехмерных моделей // Горный журнал. - 2015. - № 11. - С. 20-23.
- Указания по защите рудников от затопления и охране подрабатываемых объектов на Верхнекамском месторождении калийно-магниевых солей: утв. ПАО «Уралкалий», ЗАО ИССЛЕДОВАНИЯ: ТЕОРИЯ И ЭКСПЕРИМЕНТ 53 «Верхнекамская калийная компания», ООО «ЕвроХим-Усольский Калийный комбинат». - введ. в действие 30.03.2017 в ред. 2014 г. - Пермь; Березники, 2014. - 130 с.
- Черепов А.А., Ширяев С.Н., Кулак В.Ю. Обоснование геомеханических параметров камерной системы разработки мощного пологого угольного пласта // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2017. - № 9. - С. 161-169.
- de Souza Neto Eduardo A., Peric Djordje, Owen David R. J. Computational Methods for Plasticity: Theory and Applications. - John Wiley & Sons Ltd. - Chichester, 2008. - 814 p.
- Hudeček V., Šancer J., Zubíček V., Golasowski J. Experience in the Adoption of Room and Pillar Mining Method in the Company OKD, a.s., Czech Republic // Journal of Mining Science. - 2017. - Vol. 53. - Р. 99-108.
- Napa-García G.F., Câmara T.R., Torres V.F.N. Optimization of room-and-pillar dimensions using automated numerical models. // International Journal of Mining Science and Technology. - 2019. - Vol. 29. - Iss. 5. - P. 797-801.
- Zienkiewicz O.C., Taylor R.L., Zhu J.Z. The finite element method: Its basis and fundamentals. 7th ed. - Butterworth-Heinemann, Oxford, 2013.
- Zienkiewicz O.C., Taylor R.L., Fox D.D. The finite element method for solid and structural mechanics. 7th ed. - Butterworth-Heinemann, Waltham, 2014.
