Астрофизическая и другие компоненты напряжений горных массивов

 

ISSN 0536-1028 (Print)              ISSN 2686-9853 (Online)  
УДК 622.831 DOI: 10.21440/0536-1028-2022-3-70-81


Скачать

 

Для цитирования: Зубков А. В., Сентябов С. В. Астрофизическая и другие компоненты напряжений горных
массивов // Известия вузов. Горный журнал. 2022. № 3. С. 70–81. DOI: 10.21440/0536-1028-2022-3-70-81

Цели работы – исследование закономерностей формирования напряжений на разных месторождениях, выявление тренда изменения напряжений во времени и уменьшение тяжести последствий техноприродных катастроф в сфере недропользования. Прогноз места и времени проявления горного давления в настоящее время является одной из самых актуальных задач.
Методика исследований включает натурные экспериментальные измерения напряженного состояния массива пород и руд месторождения на доступных глубинах и горизонтах, установление закономерностей роста напряжений с глубиной, а также длительный (с 1990 г.) геодеформационный мониторинг уровня напряжений нетронутого массива пород во времени.
Методология проведения работы – геодеформационный мониторинг в шахтных условиях, статистическая обработка результатов.
Анализ результатов исследований позволил установить закономерности изменения напряженно-деформированного состояния как природных, так и техногенных массивов при ведении горных работ. Анализ опыта ведения горных работ показал, что тектонические нарушения, как правило, являются концентраторами напряжений, вносящими значительную неоднородность в поле напряжений участка массива, что зачастую приводит к возникновению аварийных ситуаций.
Выводы. Приведены обобщенные результаты длительного геодеформационного мониторинга природных напряжений на рудниках Урала, проводимого лабораторией геодинамики и горного давления ИГД УрО РАН в течение последних двадцати лет, которые дали основание предложить новую, более современную структуру поля естественных напряжений с привязкой их изменения во времени. Выявлено, что относительная деформация Земли и земной коры в отдельных циклах не превышает величины 1,43 · 10–4 (что приводит к изменению напряженного состояния массива горных пород на 5–15 МПа), которая предположительно одинакова для всех континентов и везде вызывает аварийные ситуации.

Ключевые слова: напряженное состояние массива; скальные породы; вариации напряжения; астрофизические напряжения; космофизические напряжения; гравитационные напряжения; концентрация напряжений; выработка; выработанное пространство; техногенные напряжения; удароопасность.


Исследования выполнены по государственному заданию № 075-00412-22 ПР, тема № (FUWE-2022-0003), рег. № 1021062010536-3-1.5.1.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Шуплецов Ю. П. Прочность и деформируемость скальных массивов. Екатеринбург: УрО РАН,
2003. 195 с.
2. Зотеев В. Г., Зотеев О. В. Нетипичные деформации бортов глубоких рудных карьеров и меры по
их предотвращению // Горный журнал. 2007. № 1. С. 40–45.
3. Зубков А. В. Геомеханика и геотехнология. Екатеринбург: ИГД УрО РАН, 2001. 335 с.
4. Афанасьев С. Л. Циклическая динамика в природе и обществе // Атлас временных вариаций
природных, антропогенных и социальных процессов. М.: Научный мир, 1998. Т. 1. С. 88–94.
5. Абдусаматов Х. И. Глобальный минимум мощности солнечного излучения приведет к малому
ледниковому периоду. СПб: Нестор-История, 2013. 246 с.
6. Борисенков Е. П., Пасецки В. Н. Тысячелетняя летопись необычных явлений природы. М.:
Мысль, 1988. 522 с.
7. Добрецов Н. Л. Мантийные суперплюмы как причина главной геологической периодичности и
глобальных перестроек: докл. АН СССР. 1977. Т. 357. № 6. С. 797–800.
8. Зубков А. В. Связь геодинамических событий в литосфере с солнечной активностью //
Геотехнологические проблемы комплексного освоения недр: сб. науч. тр. Екатеринбург: ИГД УрО
РАН, 2005. С. 68–74.
9. Зубков А. В., Зотеев О. В., Смирнов О. Ю., Липин Я. И., Худяков С. В., Криницын Р. В.,
Селин К. В., Ершов А. А., Валиуллов Л. Р. Закономерности формирования напряженно-
деформированного состояния земной коры Урала во времени // Литосфера. 2010. № 1. С. 84–93.
10. Зубков А. В. Периодическое расширение и сжатие Земли как вероятный механизм природных
катаклизмов // Литосфера. 2013. № 2. С. 145–156.
11. Зубков А. В., Селин К. В., Сентябов С. В. Закономерности формирования напряженного
состояния массива горных пород в верхней части земной коры // Литосфера. 2015. № 6. С. 116–129.
12. Зубков А. В. Закон формирования природного напряженного состояния земной коры //
Литосфера. 2016. № 5. С. 146–151.
13. Зубков А. В., Сентябов С. В. Деформация земной коры, способы изучения, закономерности,
проблемы // Литосфера. 2020. № 6. C. 863–872. DOI: 10.24930/1681-9004-2020-20-6-863-872
14. Timonin V. V., Kondratenko A. S. Process and measuring equipment transport in uncased boreholes //
Journal of Mining Science. 2015. Vol. 51. No. 5. P. 1056–1061.
15. Jianju Du, Xiang huiQin, Qingli Zeng, Luqing Zhang, Qunce Chen, Jian Zhou, Wen Meng. Estimation
of the present-day stress field using in-situ stress measurements in the Alxa area, Inner Mongolia for China's
HLW disposal // Engineering Geology. 2017 (March). Vol. 220. P. 76–84.
16. Yang Z.-S., Peng F.-L., Qiao Y.-K., Hu Y.-Y. A new cryogenic sealing process for the launch and
reception of a tunnel shield // Tunnelling and Underground Space Technology. 2019. No. 85. P. 406–417.
17. Hu X., Fang T., Chen J., Ren H., Guo W. A large-scale physical model test on frozen status in freeze-sealing
pipe roof method for tunnel construction // Tunnelling and Underground Space Technology. 2018. No. 72. P. 55–63.
18. Rib S. V. The influence of rock interlayer location on the stress-strain state of the rock massif near
the underground mine // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2018. Vol. 206. P. 1–4
(012011). URL: http://library.sibsiu.ru
19. Gell E. M., Walley S. M., Braithwaite C. H. Review of the validity of the use of artificial specimens for
characterizing the mechanical properties of rocks // Rock Mechanics and Rock Engineering. 2019. No. 3. P. 1–13.
20. Hong K., Han E., Kang K. Determination of geological strength index of jointed rock mass based on
image processing // Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering. 2017. No 9. P. 702–708.
21. Kong L., Ostadhassan M., Li C., Tamimi N. Rock physics and geomechanics of 3D printed rocks //
ARMA: 51st U. S. Rock Mechanics. Geomechanics Symposium, San Francisco, California, USA. 2017. P. 1–8.
22. Zubkov A. V., Sentiabov S. V. Rock pressure control methods based on detected regularities of stress
formation in mining structures. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedenii. Gornyi zhurnal = News of the Higher
Institutions. Mining Journal. 2021. No. 2. P. 14–25. DOI: 10.21440/0536-1028-2021-2-14-25

 

 

Язык сайта

Мы индексируемся в: