Прогнозирование и контроль напряженно-деформированного состояния массива в высокогорных районах в динамике горных работ

• Автор: Мамбетов, Шергазы Асамбаевич
• Шифр специальности: 05.15.11
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1983
• Место защиты: Фрунзе
• Количество страниц: 414 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение . б

1. Состояние изученности проблемы, актуальные направления исследований управления горным давлением в условиях высокогорья
1.1. Техникоэкономические аспекты проблемы управления горным давлением в условиях высокогорья.

1.2. Распределение поля напряжений в нетронутом массиве

1.3. Свойства и поля напряжений породного массива вблизи

горных выработок и методы их оценки .

1.4. Основные методические положения и тенденции исследований в управлении горным давлением .

1.5. Цели, задачи, методика и структурнологическая схема исследований

2. Закономерности распространения геодинамических полей напряжений и проявление горного давления в массиве пород в условиях высокогорья
2.1. Анализ напряженного состояния массива пород на основе натурных измерений и данных неотектонических движений земной коры ТяньШаня
2.2. Основные черты напряженнодеформированного состояния земной коры ТяньШаня по данным геологии и сейсмологии
2.3. Реконструкция палеотектонических напряжений в условиях месторождений Хайдаркан
2.4. Установление взаимосвязи тектонических структурных
форм в массивах пород региона .
2.5. Закономерности распределения геодинамических полей на
пряжений в массиве пород и проявления горного давления в условиях высокогорья .
Выводы по главе 2
3. Исследование взаимосвязи свойств и напряженнодеформированного состояния массива пород.
3.1. Экспериментальные определения физических свойств пород
и массива пород
3.2. Исследование взаимосвязи свойств и напряженнодеформированного состояния пород и массива пород
3.3. Экспериментальные исследования состояния анизотропного массива пород
3.4. Оценка напряженного состояния анизотропного массива
пород месторождений Киргизии
Выводы по главе 3.
4. Исследование напряженнодеформированного состояния массива пород вблизи горных выработок в динамике горных
4.1. Постановка и методика экспериментальных исследований . .
4.2. Распределение скоростей и напряжений в целике и потолочине камеры в зависимости от их параметров
4.3. Влияние площади обнажения на распределение напряжений
в целиках.
4.4. Напряженное состояние целика в зависимости от местоположения его в панели.
4.5. Особенности изменения распределения скорости продольной волны вблизи обнажений породного массива
Выводы по главе 4.
5. Разработка принципов и критериев оценки напряженнодеформированного состояния массива пород в условиях высокогорья .
5.1. Основные принципы оценки и контроля напряженнодеформированного состояния массива пород
5.2. Обоснование критериев оценки напряженного состояния массива пород в пределах складчатой зоны
5.3. Обоснование критериев оценки напряженного состояния массива пород в пределах месторождения
5.4. Разработка критериев оценки и контроля напряженнодеформированного состояния массива пород вблизи горных выработок
Выводы по главе
6. Обоснование и разработка методов оценки и контроля напряженнодеформированного состояния массива в условиях высокогорья в динамике горных работ
6.1. Геологическая оценка напряженного состояния массива
6.2. Горногеологическая оценка напряженного состояния
массива пород
6.3. Разработка горнотехнологических методов оценки и контроля напряженнодеформированного состояния массива
пород вблизи горных выработок
6.3.1. Разработка методов оценки и контроля состояния массива вблизи подготовительных горных выработок
6.3.2. Разработка методов оценки и контроля напряженнодеформированного состояния массива вблизи очистных выработок
6.4. Организация и методика оценки и контроля напряженнодеформированного состояния массива пород на руднике
Выводы по главе
7. Основные принципы выбора способа управления горным давлением в условиях высокогорья и их практическое примене
ние
7.1. Основные принципы выбора способа управления горным давлением при ведении горных работ в условиях высокогорья
7.1.1. Оценка напряженного состояния массива в хребтах гор выше их оснований и особенности управления горным давлением.
7.1.2. Оценка напряженного состояния массива под основанием хребтов, находящихся в зоне влияния гор и особенности управления горным давлением .
7.1.3. Оценка напряженного состояния массива вне зоны влияния рельефа и особенности управления горным давлением .
7.2. Определение оптимальной схемы расположения горных выработок и оптимизация технологических параметров горных работ.
7.3. Оценка и контроль устойчивости элементов камерностолбовой системы разработки
7.4. Техникоэкономический анализ результатов практической проверки методов прогнозирования и контроля состояний массива пород.
Выводы по главе 7.
Заключение
Список использованных источников


Все деформационные способы основаны на измерении деформаций пород и последующем исчислении напряжений по измеренным деформациям с помощью аналитического аппарата механики. Лишь в отдельных способах напряжения определяются приближенно на основе функциональнокорреляционных зависимостей способ триангуляций и высокоточных нивелиров, либо по тарировочным графикам, установленным при искусственном нагружении отдельных элементов массива до полного восстановления деформаций, зафиксированных при оконтуривании этих элементов способ компенсационной нагрузки. Микродеформационные способы позволяют определить величины и направления главных напряжений в породном массиве. Главным недостатком деформационных способов является высокая трудоемкость измерений. Структурные способы II, , 1 и др. Некоторые способы этого класса микроструктурный анализ, тектонические реконструкции основаны на анализе структур, сформировавшихся в породах на протяжении ряда геологических эпох. Напряжения, определенные по этим структурам, дают представления об истории образовании структур с точки зрения общего механизма действия сил. В этих структурах отражено и действие современного состояния. С помощью способов, основанных на анализе геометрии трещин, возникающих на контуре подземных выработок и в керне, устанавливаются величины и направления современных напряжений, действующих в массиве. Однако следует отметить, что разрушение керна и пород в приконтурной части массива возле выработок возможно только при напряжениях, приближающихся к предельным разрушающим значениям. Структурные способы весьма перспективны для эффективной оценки напряженности пород и дают ряд возможностей, которые отсутствуют или затруднены при использовании способов других классов. Потенциальные возможности структурных способов используются пока в недостаточной степени. Требуется дальнейшее их методическое, экспериментальное и теоретическое обоснование и развитие. Сейсмические способы , , , , 1, 5, 6 и др. Ультразвуковые, импульсные и сейсмические способы различаются в основном диапазоном используемых длин волн и соответственно базами измерений. Ультразвуковые и сейсмические волны в большинстве сейсмических способов генерируются в породах с помощью специальных излучателей датчиков, либо посредством ударных или взрывных импульсов. Сейсмоакустические способы основаны на регистрации параметров упругих волн и числа импульсов, возникающих при разрушениях в породе, наблюдаемых при высоких напряжениях. Сейсмоакустические способы существенно дополняют другие группы сейсмических способов, поскольку позволяют оценивать и выявлять напряженное состояние пород, близкое к предельному. Сейсмические способы в сравнении с деформационными имеют ряд преимуществ менее трудоемки, сохраняется монолитность излучаемого участка массива возможны многократные измерения в одних и
тех же точках или участках. Вместе с тем точность оценки величин напряжений этими способами, как правило ниже, чем деформационными способами. В электромагнитных способах 1, 8 и др. Наиболее экспериментально обоснованы электрометрические способы. Необходимо, однако, подчеркнуть, что измеряемый физический параметр удельное электрическое сопротивление пород в большой мере зависит от влажности, что усложняет интерпретацию получаемых данных. В основе радиометрических способов 1, 8 и др. При прохождении через породу излучение частично поглощается и рассеивается. Поглощение зависит от плотности пород, которая изменяется под воздействием напряжений. Переход к напряжениям осуществляется с помощью корреляционных зависимостей, получаемых при лабораторных испытаниях. Для установления эффективной области применения радиометрических способов необходимо развитие аналитических и экспериментальных исследований. Анализ экспериментальных данных по изучению напряженного состояния в массиве вблизи горных выработок показал, что характер зоны напряженности зависит от способа проходки выработки и геологических условий залегания пород. На всех шахтах кроме соляных и рудниках вблизи выработок имеется зона пониженных напряжения.