Оценка устойчивости конструктивных элементов систем разработки месторождений полезных ископаемых по взаимосвязям динамических акустических характеристик с остаточной прочностью горных пород
Направление исследований относится к областям прогнозирования разрушения горных пород и безопасности ведения работ в геосредах. Актуальность темы определяется необходимостью разработки и совершенствования методов оценки устойчивости конструктивных элементов систем разработки, таких, в частности, как целики и кровля подземных горных выработок, а также массив пород вокруг тоннелей и подземных сооружений. Указанная оценка осуществляется путем определения и последующего прогнозирования остаточной прочности этих элементов во времени. В настоящее время отсутствуют надежные неразрушающие методы определения этой величины в массиве пород. В проекте исследуются взаимозависимости между остаточной прочностью и динамическими акустическими характеристиками горных пород, такими, как коэффициент затухания, декремент, добротность. Конечной задачей является установление взаимозависимостей между акустической добротностью и относительной функцией остаточной прочности различных генотипов горных пород, а также оценка с помощью полученных зависимостей остаточной прочности конструктивных элементов в системе разработки. Это даст возможность прогнозировать ресурс технических сооружений, не производя их разрушение.

На рисунке приведена взаимозависимость между акустической добротностью и прочностью для известняка, полученная на образцах пород. Особенностью такой зависимости является уменьшение остаточной прочности при соответствующем уменьшении добротности Q. На величину Q в значительной степени влияет нарушенность геоматериала. Заметное уменьшение Q происходит уже при незначительной нарушенности, когда прочность снизилась лишь в незначительной степени. Это позволяет прогнозировать разрушение уже на ранних стадиях.

В горнодобывающей промышленности к сооружениям, ресурс которых необходимо оценивать, относятся целики и кровля подземных горных выработок, борта карьеров. С помощью сейсмических или акустических методов определяется добротность Q. Затем по установленной заранее зависимости определяется остаточная прочность исследуемого элемента или всей конструкции. Наблюдение во времени позволяет осуществлять их мониторинг и прогнозировать ресурс. Так, например, путем периодической оценки добротности пород кровли совместно с анкерным креплением с помощью специализированного устройства «Анкер-Тест» определяются их добротность Q, затем остаточная прочность и ресурс, что важно для практики. Указанное направление работ имеет своей целью изучение зависимостей между акустической добротностью, прочностью и ресурсом подземных сооружений, а также разработку приборов и технологии прогнозирования последнего для практического применения.

Работа проводится в рамках гранта РФФИ №17-05-00570 Закономерности влияния усталостных циклических нагружений и воздействий различной физической природы на прочность горных пород и ее взаимосвязи с акустической добротностью.  


Дополнительная информация

Отраслевые решения

Наши контакты

Научный коллектив

докт. техн. наук, проф. каф. ФТКП МГИ МИСиС
докт. техн наук, профессор, зав. каф. ФТКП МГИ МИСиС
аспирант каф. ФТКП МГИ МИСиС
студент каф. ФТКП МГИ МИСиС


Назад в раздел




Яндекс.Метрика