Об одном варианте расчета траектории движения трещины, нагруженной внутренним давлением, в кровле пластовой выработки


Аннотация:

Представлены результаты решения задачи о построении траектории движения в породах кровли пластовой выработки искусственно созданной трещины, находящейся под действием внутреннего давления жидкости. Вертикальные гравитационные нагруженного массива превышают горизонтальные, и он находится в условиях плоской деформации. Массив нагружен равнокомпонентным гравитационным полем напряжений и находится в условиях плоского деформированного состояния. Вопросы возникновения трещины и поступления к ней жидкости не рассматриваются. Породы почвы и кровли пласта достаточно прочны, деформируются упруго и при достижении предельного состояния разрушаются как хрупкие материалы.
Задача решается в рамках модели геомеханического состояния массива горных пород, вмещающего пластовую выработку, в бортах которой образуются предельно напряженные зоны. Модель построена на базе основных положений механики деформируемого твердого тела. Она реализована посредством метода граничных элементов и классических представлений о состоянии трещины, ее устойчивом и неустойчивом росте в бесконечной плоскости из хрупкого материала, основанных на теории Гриффитса — Ирвина.
По результатам проведенных исследований построены траектории движения трещины для ряда значений координат ее начального положения и угла наклона к горизонту. Представлены графики изменения критических давлений при прорастании трещины.

Н.В. Черданцев, д-р техн. наук, зав. лабораторией, nvch2014@yandex.ru ФИЦ УУХ СО РАН, Кемерово, Россия


Подпишитесь чтобы читать статьи полностью

Год за

16 848 р.

Подписаться
Подписка - это:
  • Возможность читать полные тексты статей за последние 3 года (недоступны без подписки)
  • Свежий номер до его печатного издания
  • Удобное чтение с любого типа устройств (Компьютеры, планшеты, смартфоны)
Список литературы:

1. Петухов И.М., Линьков А.М. Механика горных ударов и выбросов. — М.: Недра, 1983. — 280 с.
2. Фисенко Г.Л. Предельные состояния горных пород вокруг выработок. — М.: Недра, 1976. — 272 с.
3. Черданцев Н.В., Черданцев С.В. Разработка модели геомеханического состояния углепородного массива, вмещающего пластовую выработку// Безопасность труда в промышленности. — 2014. — № 11. — С. 41–45.
4. Козырева Е.Н., Шинкевич М.В. Особенности газогеомеханических процессов на выемочном участке шахты// Вестник Научного центра по безопасности работ в угольной промышленности. — 2010. — № 2. — С. 28–35.
5. Варфоломеев Е.Л., Борисов И.Л. Технология разработки мощного пласта системой параллельных камер шириной до 6,0 м по каждому слою с погашением межкамерных целиков// Вестник КузГТУ. — 2014. — № 5. — С. 40–43.
6. Черданцев Н.В. О некоторых условиях наступления предельного состояния кровли угольного пласта при его отработке очистной выработкой// Безопасность труда в промышленности. — 2017. — № 5. — С. 17–22.
7. Черданцев Н.В. Состояние слабого породного слоя, залегающего в почве горной выработки// Безопасность труда в промышленности. — 2016. — № 6. — С. 46–50.
8. Чернов О.И., Пузырев В.Н. Прогноз внезапных выбросов угля и газа. — М.: Недра, 1979. — 296 с.
9. Проблемы безопасности и новые технологии подземной разработки угольных месторождений/ В.И. Клишин, Л.В. Зворыгин, А.В. Лебедев, А.В. Савченко. — Новосибирск: Новосибирский писатель, 2011. — 524 с.
10. Христианович С.А. Механика сплошной среды. — М.: Наука, 1981. — 484 с.
11. Мыртынюк П.А., Павлов В.А., Сердюков С.В. Комплексное использование гидроразрыва и деформационных измерений в оценке напряженного состояния массива проницаемых горных пород// Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2013. — № 2. — С. 155–163.
12. Седов Л.И. Механика сплошной среды. — М.: Наука, 1984. — 560 с.
13. Качанов Л.М. Основы механики разрушения. — М.: Наука, 1974. — 312 с.
14. Хеллан К. Введение в механику разрушения. — М.: Мир, 1988. — 364 с.

Журнал входит в Перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание ученых степеней кандидата и доктора наук, сформированный ВАК Минобрнауки России. Публикуются статьи по следующим отраслям и группам научных специальностей: 01.04.00 — физика; 05.26.00 — безопасность деятельности человека; 02.00.00 — химические науки.

Журнал включен в Российский индекс научного цитирования (РИНЦ) и в международные базы данных: Scopus, Chemical Abstracts Service (CAS), EBSCO Publishing, Ulrich's Periodicals Directory.

подробнее

DOI: 10.24000/0409-2961-2017-12-5-10
Год: 2017
Номер журнала: Декабрь
Ключевые слова : массив горных пород горная выработка метод граничных элементов. коэффициенты интенсивности напряжений трещина теория Гриффитса — Ирвина
Авторы:
  • Черданцев Н.В.
    Черданцев Н.В.
    д-р техн. наук, гл. науч. сотрудник, nvch2014@yandex.ru ФИЦ УУХ СО РАН, Кемерово, Россия

Купить журнал