Аномальные явления деформирования и разрушения пород в окрестности горных выработок

• Автор: Макаров, Владимир Владимирович
• Шифр специальности: 05.15.04
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Тула
• Количество страниц: 200 с. : ил.

Министерство общего и профессионального образования Российской Федерации
Тульский государственный университет
На правах рукописи
МАКАРОВ Владимир Владимирович
АНОМАЛЬНЫЕ ЯВЛЕНИЯ ДЕФОРМИРОВАНИЯ И РАЗРУШЕНИЯ ПОРОД В ОКРЕСТНОСТИ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК
Специальности: 05.15.04 - “Строительство шахт и
подземных сооружений”
05.15Л1 - “Физические процессы горного производства”
ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени доктора технических наук
Научный консультант заслуженный деятель науки и техники РФ, доктор технических наук, профессор Н.С.Булычев

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. Краткий аналитический обзор и постановка задач исследований
1.1. Экспериментальные исследования зонального разрушения горных пород
в массиве вокруг подземных выработок
1.1.1. Натурные исследования
1.1.2. Лабораторные исследования
1.2. Аномальные эффекты деформирования образцов горных пород и других материалов
1.2.1. Механизм отрывного разрушения горных пород при сжатии
1.2.2. Аномальные эффекты деформироцания других материалов
1.3. Теоретические исследования аномального деформирования и разрушения горных пород в массиве вокруг подземных выработок
1.3.1. Математические модели деформирования горных пород в предельном состоянии
1.3.2. Теоретические концкйхин зонального деформирования и разрушения горных пород в массиве вокруг выработок
1.4. Терминология, применяемая для характеристики аномальных явлений деформирования и разрушения горных пород
1.5. Постановка задач исследований
ГЛАВА 2. Исследование закономерностей зонального деформирования и
разрушения массива горных пород вокруг одиночных выработок
2.1. Исследование закономерностей зонального деформирования и разрушения массива горных пород вокруг капитальных выработок, пройденных в одно родных смалопрочных породах и мощному угольному пласту с применением отбойных молотков
2.1.1. Горно-геологические и горно-технические условия проведения исследований

2.1.2. Методика проведения исследований
2.1.3. Результаты исследований
2.2. Исследование закономерностей зонального деформирования и разрушения
массива горных пород вокруг выработок, подвергшихся воздействию горного удара
2.2.1. Горно-геологические и горно-технические условия проведения исследований
2.2.2. Методика проведения исследований
2.2.3. Результаты исследований
Выводы
ГЛАВА 3. Исследование аномальных эффектов деформирования образцов горных
пород при одноосном сжатии
3.1. Гипотеза обусловленности аномального характера деформирования образцов горных пород при одноосном сжатии развитием трещин
3.1.1. Определение условий проявления аномального характера деформирования образцов горных пород при сжатии
3.1.2. Разработка способа исследования деформированного состояния образцов горных пород при одноосном сжатии в условиях естественного развития трещин отрыва
3.1.3. Результаты исследований
3.2. Установление явления разнознакового приращения деформаций по высоте
образцов горных пород при одноосном сжатии
3.2.1. Гипотеза разнознакового приращения деформаций по высоте образцов горных пород при одноосном сжатии
3.2.2. Разработка способа исследования разнознакового приращения деформаций по высоте образцов горных пород при одноосоном сжатии в условиях естественного развития трещин отрыва
3.2.3. Результаты исследований
Выводы

никла после проведения экспериментальных работ в лаборатории ВНИМИ, где последовательное образование кольцевых замкнутых трещин вокруг выработки в массиве, моделируемом эквивалентным материалом, наблюдалось визуально [22].
Рассматривается два возможных “сценария” образования вокруг выработки “ложных контуров” (периодической локализации разрушения): 1)рост трещин в эшелонах и 2) перенос в глубь массива условий упруго-пластического деформирования на контуре выработок. В первом случае зональность развивается одновременно по всей толще вмещающих пород, во втором случае зоны формируются последовательно от контура выработки в глубь массива.
Гипотеза идентичности закономерностей роста трещин в эшелонах и зонального разрушения вокруг выработки базируется на работах [100, 101, 102], где рассмотрена принципиальная возможность роста трещин в непосредственной близости друг от друга с последующим объединением их магистральным разрывом. Гипотеза не объясняет протяженный характер “зон дезинтеграции”, где как раз и происходит формирование эшелонов отрывных трещин.
Второй подход развит в работах [30, 32, 33, 103], где рассмотрена упругопластическая задача о выработке в горном массиве и некоторый “сценарий”, по которому развитие трещин отрыва должно локализоваться вокруг выработки в областях максимума опорного давления на границе упругой и пластической зон.
Условия прочности записываются в виде
О- С© — 2Тщах 2 То, (1.4)
где то - максимальное сопротивление пород сдвигу, определенное в эксперименте.
В этом случае на границе упругой и пластической областей напряжения имеют максимум. Характер напряженного состояния здесь изменяется от одно-