WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 |

Общая макроскопическая деформация зависит от числа единичных плоскостей, включившихся в процесс деформации, величины остаточной пластичности на единичной плоскости. С изменением условий нагружения (вида напряженного состояния, скорости деформирования) и форм влаги в процесс деформирования включается разное число плоскостей сдвига. При этом разрушение произойдет не по всем единичным плоскостям сдвига, включившимся в процесс деформирования, а по какой-то одной плоскости в силу статистического разброса пределов прочности и упругости на каждой единичной плоскости. Общая пластичность является результатом соревнования двух процессов: процесса снижения предельной пластичности на единичных плоскостях и процесса отбора и включения в деформирование новых элементов. Пластическая деформация количественно характеризуется модулем пластичности.

Анализ зависимостей обобщенной кривой остаточной пластической деформации (рис. 12) и модуля пластичности от уровней влажности показывает, что с ростом скорости деформирования возрастает модуль пластичности.

Рис. 12. Зависимость обобщенной кривой остаточной пластической деформации от влажности при разных скоростях деформирования:

1 - ; 2 - ; 3 - ; 4 -.

Это приводит к более интенсивному по сравнению с низкими скоростями росту общего уровня напряжений во всех частях материала и способствует вовлечению в процесс деформирования большего числа новых элементов деформации. Изменение состава влаги при какой-либо постоянной скорости деформирования также приводит к увеличению числа элементов сдвига, что ведет к росту остаточной деформации при данной скорости деформирования

В расчетах устойчивости пород выработок, величин их смещений и нагрузок на крепь входят показатели прочности горных пород, угол внутреннего трения и коэффициент сцепления. Численные изменения этих характеристик оказывают большое влияние на результаты расчета и, следовательно, на параметры конструктивных элементов систем разработок. Анализ результатов исследований показал, что угол внутреннего трения зависит только от скорости деформирования, а сцепление зависит от влажности и скорости деформирования. Угол внутреннего трения несет тот же физический смысл, что и коэффициент А в уравнении (6).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Представленная диссертация является научно-квалификационной работой, в которой на основании выполненных автором исследований, установлены закономерности изменения предельного и неупругого состояния насыщенных горных пород в условиях объемных напряженных состояний с учетом скорости деформирования, взаимного влияния твердой, жидкой и газовой фаз, совокупность которых может быть квалифицирована как решение крупной научной проблемы - разработка теоретических положений деформирования и разрушения насыщенных горных пород при добыче твердых полезных ископаемых в сложных горно-геологических и гидро-геологических условиях, имеющей важное народнохозяйственное значение.

Основные научные и практические результаты заключаются в следующем:

1. Установлены новые критерии:

- общее условие предельного состояния горных пород является критерием разрушения пород в зависимости от форм и видов связи влаги в породах, вида напряженного состояния и скорости деформирования;

- обобщенное уравнение для определения коэффициента проницаемости - физический критерий выбросоопасности по фактору газопроницаемости, учитывающий совместное действие давления всестороннего сжатия, вида напряженного состояния, фазово-физических свойств самой породы.

2. Новые закономерности:

- установлено, что коллекторские свойства горных пород претерпевают значительные изменения - максимальное уменьшение объемной сжимаемости с ростом давления всестороннего сжатия на скелет породы наблюдается в области давлений 3 = 0 20 МПа в зависимости от вида испытаний. С увеличением давления всестороннего сжатия и эффективного напряжения различия между величинами коэффициентов сжимаемости нивелируются, относительное уменьшение пористости насыщения с ростом давления всестороннего сжатия в большей мере сказывается для горных пород с минимальной пористостью;

- установленная закономерность изменения проницаемости от давления всестороннего сжатия связана с характером деформирования пород с различным типом структуры порового пространства. С ростом давления всестороннего сжатия в первую очередь закрываются трещины, а деформация скелета происходит менее значительно, что регистрируется по коэффициентам проницаемости и объемной сжимаемости.

установлено, что угол внутреннего трения зависит только от скорости деформирования, а коэффициент сцепления зависит от влажности и скорости деформирования.

3. Новые теоретические разработки:

разработана статистическая модель неоднородного деформируемого тела с учетом форм и видов влаги в горных породах, усовершенствована модель кривой остаточной деформации, которая учитывает влияние форм и видов влаги в горных породах и скорости деформирования на модуль пластичности и предельную остаточную деформацию на единичной плоскости; с ростом скорости деформирования модуль пластичности на единичной плоскости сдвига возрастает, а предельная деформация уменьшается;

физическая природа снижения прочности заключается в образовании двойного электрического слоя на поверхности горных пород при адсорбции насыщающих флюидов; экспериментально показано, что эффект снижения прочности зависит от диэлектрической проницаемости насыщающей жидкости, которая регулирует толщину двойного электрического слоя и содержание прочно- и рыхлосвязанной воды в породе.

Практические результаты

Результаты работы являются теоретической основой для создания методов расчета напряженно-деформированного состояния газонасыщенных угольных пластов при больших скоростях подвигания современных очистных добычных комплексов, обеспечивающих высокие нагрузки на очистные забои:

Экспериментальные зависимости, условия предельного состояния и обобщенное уравнение коэффициента проницаемости могут быть использованы для разработки мероприятий по снижению ударо- и выбросоопасности при освоении угольных месторождений.

Установленные зависимости угла внутреннего трения от скорости деформирования, а коэффициента сцепления от влажности и скорости деформирования могут быть использованы при оценке и выборе параметров конструктивных элементов систем разработки твердых полезных ископаемых.

Результаты работы включены в курсы лекций по дисциплинам «Физика пласта», «Геомеханика» и «Механика подземных сооружений».

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Карманский А.Т. Деформация и прочность горных пород при различной влажности в условиях сложного напряженного состояния. / Ставрогин А.Н., Карманский А.Т. // Материалы 3 Всесоюзного совещания, Киев, 1971 г., с. 201203.

2. Карманский А.Т. Методика и результаты исследований механических свойств горных пород при разной влажности в условиях сложных напряженных состояний. / Ставрогин А.Н., Карманский А.Т. // Сб. Горное давление и горные удары. Л., ВНИМИ, N 82, 1971 г., с. 42- 44.

3. Карманский А.Т. К вопросу о физической природе снижения прочности горных пород при их увлажнении. //Материалы 1V Всесоюзного совещания. Тбилиси, 1974 г., с 257259.

4. Карманский А.Т. Каталог механических свойств горных пород при широкой вариации видов напряженного состояния и скорости деформирования / Ставрогин А.Н., Карманский А.Т., Певзнер Е.Д. // Л., ВНИМИ, 1976г, 170 с.

5. Карманский А.Т. Прочность горных пород при изменении вида напряженного состояния, уровня влажности и скорости деформирования. / Ставрогин А.Н., Карманский А.Т. // Всесоюзная научная конференция ВУЗов СССР с участием НИИ. М., 1977г., с. 8991.

6. Карманский А.Т. Влияние размеров образцов и скорости деформирования на прочность пород. / Ставрогин А.Н., Карманский А.Т. //Материалы Y Всесоюзного совещания, Баку, 1978, с. 121123.

7. Карманский А.Т. Влияние жидкой фазы на механическое состояние горных пород. / Ставрогин А.Н. // Материалы V Всесоюзного совещания. Баку, 1978, с.123125.

8. Карманский А.Т. О влиянии структуры на механическое поведение горных пород. / Ставрогин А.Н., Карманский А.Т. // Материалы 2ой Всесоюзной научно-технической конференции, Уфа, 1978 г., с. 1720.

9. Карманский А.Т. Оценка длительной прочности горных пород. / Карманский А.Т., Райский В.В.// Проектирование и строительство защитных сооружений гражданской обороны. Вып.3. 1979 г., с. 9 12.

10. Карманский А.Т. О динамическом упрочнении горных пород./ Карманский А.Т., Райский В.В. // Проектирование и строительство защитных сооружений гражданской обороны. Вып.1. 1979 г., с. 7 11.

11. Карманский А.Т. Каталог планшетов механических характеристик горных пород, опасных в отношении динамических явлений с учетом запредельной области, газового и жидкостного факторов. / Карманский А.Т., Ставрогин А.Н., Певзнер Е.Д., Тарасов Б.Г. //Л., ВНИМИ, 1980г., 54 с.

12. Карманский А.Т. Влияние влажности на прочностные свойства горных пород. / Карманский А.Т., Андранович В.А., Иванов Г.А. //Информационная серия 1 "Горючие сланцы", ЭстНИИНТИ, N 3,1981, с. 17.

13. Карманский А.Т. Методика исследования горных пород при сложных напряженных состояниях с учетом газового фактора. //Сб. "Борьба с горными ударами". Л., ВНИМИ, 1981 г., с. 14-19.

14. Карманский А.Т. Деформация, разрушение, механическое состояние и газовая проницаемость горных пород в допредельной и запредельной областях./ Карманский А.Т., Ставрогин А.Н., Певзнер Е.Д., Ширкес О.А, Тарасов Б.Г.// Материалы V1 Всесоюзного совещания, 1981г., Ташкент, с.2930.

15. Карманский А.Т. Механическое состояние краевой части массива при сплошных системах отработки рудных месторождений./ Смелянский Е.С., Палий В.Д., Карманский А.Т. // Горный журнал, N 9, 1981 г., с.4447.

16. Карманский А.Т. Изменение прочности на сжатие осадочных горных пород в зависимости от их увлажнения. / Карманский А.Т., Андранович В.А., Иванов Г.А.// Сб. "Изучение свойств пород в массиве геофизическими методами", Новосибирск, 1983 г., с. 38.

17. Карманский А.Т. Фильтрационные свойства и сжимаемость углей. / Ставрогин А.Н., Карманский А.Т.// Материалы V11 Всесоюзного совещания, Ереван, 1985г., с. 102103.

18. Карманский А.Т. Влияние вида напряженного состояния на фильтрационные свойства углей. / Карманский А.Т., Юрель Г.Н.// Материалы V11 Всесоюзного совещания. Ереван, 1985 г., с. 7374.

19. Карманский А.Т. Методические указания по определению фильтрационных свойств углей и горных пород. //Л., ВНИМИ, 1985г., 20 с.

20. Карманский А.Т. Условия предельного состояния пород при трехосном сжатии. / Карманский А.Т., Ширкес О.А.// Тез. докл. на 8 Всесоюзном совещании по физическим свойствам горных пород при высоких давлениях и температурах. Ч.1, Уфа, 1990г., с. 55-58.

21. Карманский А.Т. К оценке величин главных напряжений в зонах сжатия земной коры. / Петухов И.М., Сидоров В.С. //Сб. "Геодинамика месторождений", Кемерово, 1990 г., с. 6 17.

22. Карманский А.Т. Расчет напряжений в горном массиве по результатам геодинамического районирования. / Карманский А.Т., Сидоров В.С.//Методические указания “Геодинамическое районирование недр”. Л., 1990г., с 7782.

23. Карманский А.Т. Влияние влажности, вида напряженного состояния и скорости нагружения на физикомеханические свойства горных пород. / Ставрогин А.Н., Карманский А.Т.//ФТПРПИ, N 4, 1992, с. 310.

24. Карманский А.Т. Изучение гидро и газодинамики углей. //"УГОЛЬ", 1994 г. N 7, с. 4546.

25. Карманский А.Т. Работы ВНИМИ в области исследования физикомеханических свойств горных пород. / Карташов Ю.М., Карманский А.Т., Матвеев Б.В.// Сб. “Горная геомеханика и маркшейдерия” С.Петербург, 1995г., с. 7479.

26. Способ определения пористости материалa. Патент РФ № 1260763, 1995. //Карманский А.Т., Авксентьева В.Ф.

27. Карманский А.Т. Исследования условий разрушения горных пород на установке "Геоэнергия". / Карманский А.Т., Деркач Н.Д.//Сб. трудов семинара "Физика и механика разрушения горных пород применительно к прогнозу динамических явлений", С.Петербург, 1995г., с. 5459.

28. Каpманский А.Т. Моделирование природных процессов в лабораторных условиях на образцах горных пород. /Карташов Ю.М., Лодус Е.В., Каpманский А.Т. //Сб. трудов Международной конференции 1721 июня, 1996 г., СанктПетербург, с.2025.

29. Карманский А.Т. к вопросу оценки напряженного состояния массива горных пород по скорости распространения упругих волн. / Карманский А.Т., Хлопотов Р.Г.//Сб. научных трудов “Горная геомеханика и маркшейдерское дело”, С. Петербург, 1999 г.,с. 5358.

30. Карманский А.Т. Исследование проницаемости горных пород при их деформировании. / Карташов Ю.М., Земисев В.Н., Ильинов М.Д., Карманский А.Т., Козлов В.А.//Сб. научных трудов «Горная геомеханика и маркшейдерское дело», С. Петербург, 1999 г., с. 5964.

31. Карманский А.Т. Упрочнение неустойчивых массивов горных пород на основе термического и газотермического воздействия. / Ташкинов А.С., Таюрский А.А., Гончаров Е.В., Карманский А.Т.// Научно-технический журнал «Вестник Кузбасского государственного технического университета», № 1, Кемерово, 2006 г, с. 74 – 76.

32. Карманский А.Т. Интенсификация метанопритоков на основе низкоэнергетического сейсмоакустического воздействия на угольные пласты. / Гончаров Е.В., Таланов Д.Ю., Вьюников А.А. Карманский А.Т. // Сб. «Геомеханические и геодинамические аспекты повышения эффективности добычи шахтного и угольного метана». Рабочее совещание ЕОК ООН 20-22 сентября 2006 г., СПб., 2007 г., с. 310- 316.

33. Карманский А.Т. Изменение коллекторских свойств углей под действием поля механических напряжений. / Ильинов М.Д., Сальников А.А., Карманский А.Т.// Сб. «Геомеханические и геодинамические аспекты повышения эффективности добычи шахтного и угольного метана». Рабочее совещание ЕОК ООН 20-22 сентября 2006 г., СПб., 2007 г., с. 317-322.

34. Способ газоимпульсной обработки газонефтедобывающих скважин и устройство для его осуществления. Патент № 2006119359. Выдано 06.12.2007 г. //Шабаров А.Н., Гончаров Е.В., Таланов Д.Ю., Рябуха М.В., Карманский А.Т.

35. Карманский А.Т. Крепость горных пород. Российская угольная энциклопедия. Т. 2 (К-П) – М.-СПб. Изд-во ВСЕГЕИ, 2006 г. (Российская академия естественных наук, Институт геолого-экологических проблем), с. 141-142.

Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»