Разработка метода прогнозирования напряженно-деформированного состояния массива горных пород под влиянием водопонижения

• Автор: Косяков, Сергей Иванович
• Шифр специальности: 05.15.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Харьков
• Количество страниц: 114 c. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

1. Состояние изученности вопроса деформирования массива пород при водопонижении .

1.1. Ошт наблюдений за деформациями массива пород при отборе жидкости.

1.2. Анализ исследования процессов в массивах пород при водопонижении

1.2.1. Процесс уплотнения горных пород за счет снятия эффекта гидростатического взвешивания . 2ц

1.2.2. Изменение деформационных свойств осушаемых пород в сторону их упрочнения . V

1.3. Методы прогнозирования деформаций водонасыщенных

пород при водопонижении

Выводы и постановка задач исследований.

2. Исследование напряженнодеформированного состояния горных пород при водопонижении

2.1. Механикоматематическая модель процесса и решение задачи в общем виде.
2.2. Моделирование на аналоговых вычислительных машинах ад
2.3. Моделирование на ЭЦВМ с помощью метода конечных
элементов.
Выводы
3. Экспериментальные исследования изменения деформационных
свойств пород при водопонижении
3.1. Геологическая и гидрогеологическая обстановка и
технология работ, формирующие условия деформирования пород месторождений Мир и Интернациональное
3.2. Изучение деформационных и реологических свойств горных пород Яковлевского и Висловского месторождений КМА.
3.3. Изучение деформационных свойств пород месторождений Мир и Интернациональное.
Выводы
4. Прогнозирование напряженнодеформированного состояния
горных пород при водопонижении .
4.1. Апробация методики расчета деформаций горных пород осадочной толщ на примере ЮжноБелозерского месторождения железных руд
4.2. Оценка оседания поверхности земли при осушении месторождений трубок Мир и Интернациональное. .
Заключение
Литература


На основании этих исследований предложены зависимости, позволяющие определять вертикальные и горизонтальные компоненты смещений толщи, покрывающей осушаемые породы. Предложена методика определения деформационных свойств поровых и по-рово-трещинных коллекторов. Проведены экспериментальные исследования деформационных свойств пород Яковлевского и Висловского месторождений железных руд КГ. А и месторождений "Мир" и "Интернациональное”. Установлено, что процесс деформирования пород этих месторождений при водопонижении будет носить линейный характер. На основании проведенных теоретических и экспериментальных исследований осуществлен прогноз возможных деформаций толщ при водопонижении на алмазных месторождениях "Мир" и "Интернациональное", а также Южно-Бе-лозерском месторождении железных руд. Актуальность теш. Основными направлениями экономического и социального развития СССР на - гг. ХХУ1 съездом КПСС, предусматривается обеспечить опережающее развитие сырьевой базы горнорудной промышленности, что влечёт за собой отработку месторождений полезных ископаемых, находящихся в сложных геологических и гидрогеологических условиях. Зачастую для безопасного ведения горных работ на таких месторождениях возникает необходимость осушения обводненной надрудной толщи, напоры воды в которой могут быть значительны. Это ведет к существенному изменению напряженно-деформированного состояния осушаемых пород, приводящему к значительному ущербу инженерных сооружений. Например, на Запорожском железорудном комбинате в результате глубокого водопонижения оседание земной поверхности достигло 2,9 м, все вертикальные шахтные стволы деформировались, а их крепь на многих участках получила существенные разрушения. Суммарные затраты на ремонт крепи и армировки стволов превысили миллион рублей. В настоящее время вопрос оценки деформаций горных пород при водопонижении изучен недостаточно, особенно слабо разработаны методы расчета горизонтальных смещений. Поэтому установление закономерностей деформирования массива горных пород при водопонижении, позволяющих разработать метод прогнозирования его напряженно-деформированного состояния является актуальной научной задачей. Целью работы является установление закономерностей деформирования массива горных пород при водопонижении, позволяющих разработать прогноз напряженно-деформированного состояния для выбора рационального размещения узлов податливости в стволах, находящихся в зоне осушения, что обеспечивает снижение затрат на их эксплуатацию. Идея работы заключается в установлении влияния сжимаемости твердой и жидкой фаз горных пород на их деформирование вследствие водопонижения. Рекомендаций по величинам деформаций горных пород при водопонижении на руднике "Интернациональный" при проектировании крепи шахтных стволов рудника проектной конторой треста "Шахтспецстрой". Практическая ценность работы заключается в разработке "Рекомендаций по величинам деформации горных пород при водопонижении на руднике "Интернациональный", которые позволяют определять деформации крепи стволов и надшахтных сооружений при проведении водопонинения на руднике. Реализация выводов и рекомендаций работы:"Рекомендации по величинам деформаций горных пород при водопонижении на руднике "Ин -тернациональный" внедрены проектной конторой треста "Шахтспецстрой" при проектировании крепи шахтных стволов рудника "Интернациональный" с экономическим эффектом в ,5 тыс. Апробация. КМА, на республиканском семинаре "Изучение гидрогеологических условии и элементов водного баланса под влиянием разработки месторождений полезных ископаемых открытым, способом и строительства крупных гидротехнических сооружений". Публикация. Основные положения диссертации опубликованы в 5 печатных работах. Объём работы. Диссертация общим объёмом 7 страниц машинописного текста состоит из введения, четырех глав и заключения, списка литературы, включающего 8 названий, рисунков, 5 таблиц. Автор выражает глубокую благодарность проф. Баклашо-ву И. В., д. Казикаеву Д. М., к. Чуйко В. М. за ценные советы при подготовке диссертационной работы.