Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Подземная разработка месторождений полезных ископаемых

Диссертационная работа:

Гобеджишвили Тамаз Григорьевич. Разработка метода расчета напряженно-деформированного состояния слоистого разномодульного массива горных пород вокруг выработок : ил РГБ ОД 61:85-5/4874

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

стр.
ВВЕДЕНИЕ 4

  1. ОБЗОР РАБОТ, ПОСВЯЩЕННЫХ АНАЛИТИЧЕСКОЕ ЙССІВДОВАНИЮ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ СЛОИСТЫХ МАССИВОВ ГОРНЫХ ПОРОД, ОКРУЖАЮЩИХ ВЫРАБОТКУ 7

  2. РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ СЛОИСТОГО МАССИВА ГОРНЫХ ПОРОД, ОКРУЖАЮЩЕГО ВЫРАБОТКУ ПРЯМОУГОЛЬНОГО СЕЧЕНИЯ 23

  1. Постановка задачи 23

  2. Оценка напряженно-деформированного состояния пласта полезного ископаемого 29

  3. Оценка напряженно-деформированного состояния вмещающих пород 40

  4. Сведение задачи равновесия слоистого массива горных пород к бесконечной алгебраической системе уравнений 49

3. РАВНОВЕСИЕ СЛОИСТОГО МАССИВА ГОРНЫХ ПОРОД В СЛУЧАЕ
СКОЛЬЖЕНИЯ НА ГРАНИЦАХ ПЛАСТОВ С ПОРОДАМ 60

  1. Оценка напряжений в углах выработки 60

  2. Сведение задачи к бесконечной системе линейных алгебраических уравнений 70

4. УСТАНОВЛЕНИЕ ЗАВИСИМОСТЕЙ КОНТАКТНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ, ОПОР
НОГО ДАВЛЕНИЯ И НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ ПЛАСТА ПОЛЕЗНОГО
ИСКОПАЕМОГО И ВМЕЩАЮЩИХ ПОРОД ОТ ИХ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ

И ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ 78

4.1. Пример решения системы алгебраических уравнений и

расчета напряжений в слоистом массиве на ЭВМ 78

  1. Зависимость зон пластических деформаций и опорного давления от механических и геометрических параметров горного массива 88

  2. Напряженное состояние вмещающих пород и определение границ защищенных зон 98

  3. Определение напряженно-деформированного состояния краевой части угольного массива и предельных обнажений кровли на Ткварчельской шахте им.В.И.Ленина 105

  4. 0 вязко-упругом равновесии слоистого массива горных пород, окружающих выработку 115

5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ

СЛОИСТОЙ МОДЕЛИ, ИМЕЮЩЕЙ ОТВЕРСТИЕ ПРЯМОУГОЛЬНОЙ ФОРМЫ 118

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 127

ЛИТЕРАТУРА 131

ПРИЛОЖЕНИЯ 137

Введение к работе:

С увеличением глубин разработки месторождений, помимо усложнения целого ряда чисто технологических процессов, связанных с добычей и транспортировкой полезного ископаемого, существенно ухудшаются горнотехнические условия строительства и поддержания подземных выработок шахт и рудников. Это, в-основном, выражается в значительном возрастании нагрузок на конструкции крепи, реализации больших деформаций, в пластическом или реологическом разрушении массива и, наконец, в динамических явлениях в виде горных ударов, выбросов угля и породы и пр.

Эти проблемы перед учеными и инженерами ставят важнейшие задачи по развитию комплексных методов исследования напряженно-деформированного состояния массивов горных пород, включающих натурные, лабораторные, аналитические и численные методы.

За последние 20 лет аналитические методы горной механики получили существенное развитие. Это обусловлено, главным образом, расширением фундаментальных исследований в различных областях математики и механики сплошных сред, широким применением ЭВМ и использованием их результатов при решении актуальных технических задач. К настоящему времени решены почти все основные задачи плоского напряженного состояния однородного массива вокруг выработок практически любой конфигурации, количества и взаиморасположения. Достаточно корректные решения получены некоторых осесимметричных объемных задач для однородных полупространств, ослабленных конечной цилиндрической выработкой.

Хуже обстоит дело в решении аналогичных задач для массивов, характеризующихся существенной слоистой неоднородностью. Несмотря на давний интерес советских и зарубежных ученых (С.Г.Михлин -1942 г., Г.И.Баренблатт, С.А.Христианович - 1955 г. и др.) наибо-

лее характерные для горной практики задачи нельзя считать решенными. Допущения, сделанные в постановках задач относительно расчетных схем и свойств массива горных пород, доводили решения до числа, но, илесте с тем, сводили на нет основную специфику задач -неоднородность среды.

Целью работы является разработка аналитического аппарата, моделирующего слоистый массив горных пород с выработкой прямоугольного сечения и метода расчета его напряженно-деформированного состояния.

Для решения поставленной задачи исследуются напряженно-деформированные состояния составляющих частей горного массива. Относительно каждой части решается смешанная задача математической теории упругости. Полученная по условию сопряжения система сингулярных интегральных уравнений относительно контактных напряжений и смещений путем использования ортогональных многочленов Ла-герра сводится к бесконечной алгебраической системе линейных уравнений, решаемых для конкретных задач на ЭВМ. Для определения зон неупругих деформаций и оценки влияния фактора времени используются методы теорий пластичности и ползучести.

С целью проверки правомочности некоторых допущений и полученных результатов проведены лабораторные исследования оптико--поляризационным методом.

Новизна научных результатов заключается в следующем:

получено решение задачи упругого равновесия слоистого разномодульного массива вокруг выработки прямоугольной формы, которое в отличие от уже существующих впервые учитывает неоднородность среды;

впервые получены решения смешанных граничных задач для полуполосы, моделирующей-пласт полезного ископаемого, а также задач изгиба полуполосы;

доказано, что в упругой стадии деформации при любых значениях физико-механических параметров горного массива порядок бесконечности напряжений в углах выработки изменяется в пределах (0-Ю, 5);

показано, что на контактах разномодульяых слоев появляются зоны растягивающих дополнительных нормальных напряжений.

Разработанный аналитический аппарат позволяет:

решить ряд задач упруго-вязко-пластического деформированного состояния слоистых массивов горных пород вокруг выработок и определить границы защищенных зон;

повысить надежность определения оптимальных параметров управления кровлей при разработке пластовых месторождений.

Результаты диссертационной работы использованы для установления предельных обнажений кровли, размеров выемочных участков, блоков и целиков между ними, при разработке и внедрении буровзрывной технологии отработки мощного крутонаклонного пласта без крепления выработанного пространства с поддержанием кровли целиками на"Ткварчельской" шахте имени В.И.Ленина.

О результатах диссертационной работы докладывалось на общем семинаре Института механики АН Армянской ССР (1981 г.); Всесоюзном симпозиуме "%сленные и аналитические методы определения напряженно-деформированного состояния горных массивов в задачах геофизики и геомеханики" (г.Тбилиси, 1982 г.); ІУ Всесоюзном семинаре "Аналитические методы и применение ЭВМ в механике горных пород" (г.Новосибирск, 1982 г.).

Основное содержание диссертации опубликовано в пяти статьях в научных журналах.

Диссертационная работа выполнялась в I975-1981 гг. в соответствии с тематическим планом ИГМ АН ГССР (тема В 78083467 за 1975--1978 гг., тема гё 81032324 за I979-1981 гг.).

_ 7 -

Подобные работы
Липин Яков Иванович
Прогнозирование и предупреждение горных ударов в выработках при разработке железорудных месторождений Урала
Кизилов Николай Петрович
Разработка способа поддержания выемочных выработок бесстоечной распорной крепью
Чавчанидзе Гурам Григорьевич
Разработка и исследование рациональных конструкций крепи для подготовительных выработок глубоких шахт при обработке мощных угольных пластов наклонными слоями
Зборщик Михаил Павлович
Разработка технологий управления вымещающим массивом и устойчивостью основных подготовительных выработок пологих пластов на больших глубинах
Горожанкин Вячеслав Борисович
Исследование и разработка способов ведения очистных работ в зонах влияния целиков угля на горные выработки смежных пластов
Шаповал Сергей Никитович
Разработка методов оптимизации вместимостей аккумулирующих горных бункеров при проектировании конвейерного транспорта глубоких шахт Донбасса
Клейнер Анатолий Аркадьевич
Разработка методов расчета слоевого загазирования горных выработок и параметров инертизации при ликвидации горения метана
Чабунин Игорь Сергеевич
Напряженно-деформированное состояние и разработка инженерного метода расчета обода колеса для бескамерных шин грузовых автомобилей и автобусов
Макрушин Алексей Александрович
Разработка методов расчета напряженно-деформированного состояния кристаллизаторов машин непрерывного литья заготовок
Туркеничева Лариса Александровна
Влияние технологического натяжения проволок на напряженно-деформированное состояние многослойных канатов и разработка метода расчета технологических нагрузок

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net