2019-6-5

ISSN 0536-1028 (Print)
ISSN 2686-9853 (Online)

DOI: 10.21440/0536-1028-2019-6-41-50

Козырев А. А., Кузнецов Н. Н., Федотова Ю. В., Шоков А. Н. Определение степени удароопасности скальных горных пород по результатам испытаний при одноосном сжатии // Известия вузов. Горный журнал. 2019. № 6. С. 41–50. DOI: 10.21440/0536-1028-2019-6-41-50

Введение. На данный момент основной подход отнесения горных пород к удароопасным заключается в анализе их полной кривой деформирования и определении запредельных деформационных и энергетических параметров в условиях одноосного сжатия. Недостатком такого подхода является необходимость проведения исследований на специализированных жестких прессах, возможность приобретения которых ограничена их высокой стоимостью и единичным количеством изготовления.
Цель работы. Целью данной работы является сравнение результатов определения степени удароопасности скальных горных пород Хибинского и Ковдорского массивов Мурманской области по предлагаемой методике анализа допредельных кривых деформирования пород и по методике анализа полных кривых деформирования, полученных с использованием жестких прессов.
Методология. Экспериментально изучены энергетические параметры и характеристики деформирования скальных горных пород, определены параметры и характеристики их удароопасности. Предложена более простая методика определения степени удароопасности пород, исходя из анализа их кривой деформирования на допредельном участке, а также величин накопленной упругой энергии до предела прочности. Для этого не требуется испытательных прессов с повышенной жесткостью, а лабораторные исследования выполняются на обычном
оборудовании стандартными методами.
Результаты. На основании проведенных исследований определены деформационные и энергетические параметры изучаемых горных пород, а также установлена категория их удароопасности – удароопасные или неудароопасные.
Выводы. Полученные данные позволили сделать вывод, что результаты оценки удароопасности горных пород по допредельной стадии деформирования полностью соответствуют результатам оценки, выполненной на основании анализа полной кривой деформирования.

Ключевые слова: удароопасность; деформирование; упругая энергия; скальные горные породы; лабораторные испытания; одноосное сжатие; образец.

1. Козырев А. А., Панин В. И., Мальцев В. А., Аккуратов М. В. Прогноз горно-тектонических ударов и техногенных землетрясений на Хибинских апатитовых рудниках // Геомеханика при ведении горных работ в высоконапряженных массивах: сб. науч. ст. Апатиты, 1998. С. 73–82.
2. Лань Т., Чжан Х., Батугина И. М., Юй Л., Ли Ш., Хан Ц., Сун В., Тан Г. Исследование энергии системы горных ударов при подземной глубокой разработке на угольной шахте // ГИАБ. 2015. № 6. С. 287–292.
3. Kabwe E., Wang Y. Review on rockburst theory and types of rock support in rockburst prone mines //Open Journal of Safety Science and Technology. 2015. № 5. P. 104–121.
4. Cai M. Prediction and prevention of rockburst in metal mines. A case study of Sanshandao gold mine // Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering. 2016. № 8. P. 204–211.
5. Ptacek J. Rockburst in Ostrava-Karvina coalfield // Procedia Engineering. 2017. Vol. 191. P. 1144–1151.
6. Турчанинов И. А., Иофис М. А., Каспарьян Э. В. Основы механики горных пород. СПб: Недра, 1977. 503 с.
7. Петухов И. М., Ильин А. М., Трубецкой К. Н. Прогноз и предотвращение горных ударов на рудниках. М.: Академия горных наук, 1997. 384 с.
8. Петухов И. М., Линьков А. М. Механика горных ударов и выбросов. М.: Недра, 1983. 280 с.
9. Ставрогин А. Н., Протосеня А. Г. Прочность горных пород и устойчивость выработок на больших глубинах. М.: Недра, 1985. 271 с.
10. Singh S. P. Technical note. Burst energy release index // Rock Mechanics and Rock Engineering. 1988. Vol. 21. P. 149–155.
11. Zhao T., Guo W., Yu F., Tan Y., Huang B., Hu S. Numerical investigation of influence of drilling arrangements on the mechanical behavior and energy evolution of coal models // Advances in Civil Engineering. 2018. URL: https://www.hindawi.com/journals/ace/aip/3817397/ (дата обращения 21.01.2019)
12. Kidybiski A. Bursting liability indices of coal // International Journal of Rock Mechanics and Mining Science & Geomechanics Abstract. 1981. Vol. 18. No. 4. P. 295–304.
13. Tarasov B. G. Superbrittleness of rocks at high confining pressure // Deep Mining. Australian Centre for Geomechanics. Perth. 2010. P. 119–133.
14. Козырев А. А., Каспарьян Э. В., Федотова Ю. В., Кузнецов Н. Н. Оценка степени удароопас- ности скальных горных пород на основе результатов лабораторных испытаний // Вестник МГТУ. 2019. Т. 22. №1. С. 138–148.
15. Kuznetcov N. N., Fedotova I. V., Pak A. K. Strain and energy parameters of burst-prone rocks: study and analysis // Proceedings of the 3rd International Conference on Rock Dynamics and Applications (RocDyn-3). Trondheim, Norway. 2018. P. 281–284.

Поступила в редакцию 7 мая 2019 года