www.geomehanika.org



Проблемы геомеханики. § 1.

Главная О сайте В гости к Инсену Турмалин Обратная связь Карта сайта

ПРОБЛЕМЫ ГЕОМЕХАНИКИ. § 1.

В настояшее время геомеханика как одна из отраслей науки о Земле набирает потенциал для решения значительной части проблем возникающих при ведении различных работ на земной коре. Раздел геомеханики, занимающийся проблемами, возникающими в результате человеческой деятельностью называется техногенной геомеханикой.

технногенная геомеханика

Как следует из приведенной выше структурной схемы виды человеческой деятельности тесно связаны с земной корой. Однако, до настоящего времени, человечество не рассматривает земную кору как среду, с которой оно имеет непосредственное общение. Обычно люди ограничиваются исследованием свойств отдельных ее частей, представляя их как материал. Так, например, в геомеханике физико-механические свойства типов горных пород изучаются по отдельности, разрознено. В результате свойства исследуемого материала получают лишь в его отдельных точках. В то же время, как известно, каждый тип горных пород в натуре распологается на значительном пространстве, что ведет к изменениям физико-механических свойств в зависимости от местоположения взятия образца.

Таким образом получается, что пользователи природного сырья заботятся о том, как их легко добыть и использовать. При этом не проявляя особой заботы о том, что будет с той средой (шахта, карьер), из корой доставлено сырье и использовано как среда, откуда можно брать все то, в чем мы нуждаемся.

В настоящее время отрасль науки – техногенная геомеханика обладает достаточной способностью для решения комплекса проблем на основе применения метода Õ.S. BABO. Однако для получения обоснованных и надежных результатов по этому методу необходимо в первую очередь владеть достоверной информацией о физико-механических свойствах горных пород, слагающих массив земной коры.

Такая информация может быть получена в результате тщательного изучения свойств горных пород таким образом, который бы позволял выявлять закономерности их изменения в пределах тела конкретной залежи. Для этого необходимо проводить постоянные испытания образцов горных пород в лабораторных условиях, сопоставляя их результаты с результатами натурных наблюдений.

Условия и критерии испытаний в лабораторных условиях известны из [Свойства горных пород и методы их определения. /Под ред. М.М. Протодъяконова. Недра. Москва. 1969. 392 с. и др., см. список трудов по геомеханике]. При этом наиболее достоверными должны быть прочность на расстяжение σр и на одноосное сжатие σсж [Sãвdenвеkülj Õ. Геомеханика. «САНАТ-Полиграфия», Караганда. 2009, 450 с.]. Обычно при испытании образцов горных пород определяют комплекс их физических свойств такие как объемный вес γ, крепость по М.М. Протодъяконову, угол внутренного трения ρ, силу сцепления С и упругие характеристики – модуль Юнга Е, коэффициент Пуассона μ [Справочник (кадастр) физических свойств горных пород. Недра. Москва. 1975. 279 с.].

Информация, полученная в результате лабораторных испытаний и далее используется для решения комплекса проблем горного производства, начиная от геолого-разведачных работ, разработки проектов, в плоть до ведение горно-подготовительных и добычных работ [Sãвdenвеkülj Õ. Таужыныстардың сілеміндегі құрылыстар түзетін механика. «САНАТ-Полиграфия», Караганда. 2006. 236 с. и др., см. список трудов по геомеханике]. Так, например, на базе этих результатов оказывается возможным определить влияние БВР на параметры конструктивных элементов применяемой системы разработки, регулирование качества выпускаемой руды из очистных камер и т.д.

Приведенные вкратце области использования результатов исследований физико-механических свойств горных пород указывают на высокую степень их значимости при разработке месторождений полезных ископаемых, и не только в горном деле, но и градо- и гидростроительстве, при запуске спутников Земли и др. Например, при запуске спутников в массиве основания может произойти значительная деформация земной коры и в результате колебательного движения массив горных пород на этой территории переходит в разрыхленное состояние. Отсюда осушение водоемов близрасположенных участков земной поверхности [Sãвdenвеkülj Õ. Геомеханика. «САНАТ-Полиграфия», Караганда. 2009, 450 с.].

Однако, до настоящего времени нет единого мнения относительно прочности пород на одноосное сжатие. Например в [Протодъяконов М.М. Международный стандарт по определению прочности горных пород на одноосное сжатие. Сб. «Механические свойства горных пород». М., АН СССР, 1963] указывается, что стандартным является испытание образцов кубиковой формы. В действительности результаты экспериментов показывают, что при разрушении кубиковых или цилиндрических образцов с d = h, где d – диаметр образца при его высоте h, в их центральной части формы разрушения не соответствуют формам разрушения на периферийных частях. Это указывает на то, что центральная часть таких образцов испытывает всестороннее напряжение в момент их нагружения. Отсюда возникает вопрос, получаем ли мы испытанием кубиковых образцов именно прочность на одноосное сжатие исследуемого типа горной породы?

Кроме того существуют проблемы относительно контактных условий испытываемых образцов и плитами пресса. Характер разрушения образцов значительно зависит от способа его нагружения [Прочность и деформируемость горных пород. Под общ. ред. А.Б. Фадеева. Недра. Москва. 1979. 269 с.], что требует научно-теоретического анализа проблемы [Sãвdenвеkülj Õ. Геомеханика. «САНАТ-Полиграфия», Караганда. 2009, 450 с.].

Из указанных проблем следует общий вывод:

  1. Необходим научно-теоретический анализ физики разрушения образцов горных пород в условиях одноосного сжатия;
  2. Обосновать способ нагружения испытываемых образцов;
  3. Разработать стандартную методику испытания образцов горных пород на одноосное сжатие;
  4. Желательно создать в каждой отрасли производства специализированные лаборатории по определению физико-механических свойств горных пород или организовать централизованную лабораторию под государственным контролем;
  5. Лаборатория по определению физико-механических свойств горных пород должна быть оснащена необходимыми оборудованием и квалифицированными кадрами.


HTML C уважением, для читателей сайта   WWW.GEOMEHANIKA.ORG

подняться на верх






««Арал» сегодня. «Арал-Каспий» завтра?»

«В защиту Китая , России и США»


60-69
70-79
80-89
90-99
2000

Проблемы
геомеханики. § 2.
Проблемы
геомеханики. § 3.
Проблемы
геомеханики. § 4.