Экспериментальное обоснование прочности и разрушения насыщенных осадочных горных пород

Карманский, Александр Тимофеевич

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Экспериментальное обоснование прочности и разрушения насыщенных осадочных горных пород
ВАК РФ 25.00.20, Геомеханика, разрушение пород взрывом, рудничная аэрогазодинамика и горная теплофизика

Автореферат диссертации по теме "Экспериментальное обоснование прочности и разрушения насыщенных осадочных горных пород"

На правах рукописи

КАРМАНСКИЙ Александр Тимофеевич

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОЧНОСТИ И РАЗРУШЕНИЯ НАСЫЩЕННЫХ ОСАДОЧНЫХ ГОРНЫХ ПОРОД

Специальность 25.00.20 - Геомеханика, разрушение горных

пород, рудничная аэрогазодинамика и горная теплофизика

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2010

1 8 мао ?П1Г)

003493853

Работа выполнена в государственном образовательном учреиадении высшего профессионального образования Санкт-Петербургском государственном горном институте имени Г.В.Плеханова (техническом университете).

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Ковалев Олег Владимирович, доктор физико-математических наук, профессор

Куксенко Виктор Степанович, доктор технических наук, ведущий научный сотрудник Капустянский Соломон Маркович

Ведущее предприятие - ФГУП «Национальный научный центр горного производства - ИГД им. А.А.Скочинского».

Защита диссертации состоится 16 апреля 2010 г. в 14 ч 15 мин на заседании диссертационного совета Д 212.224.06 при Санкт-Петербургском государственном горном институте имени Г.В.Плеханова (техническом университете) по адресу: 199106 Санкт-Петербург, 21-я линия, д.2, ауд.1160.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного горного института.

Автореферат разослан 10 марта 2010 г.

УЧЕНЫЙ СЕКРЕТАРЬ ____

диссертационного совета

д-р техн. наук, профессор Э.И.БОГУСЛАВСКИЙ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Горнодобывающая промышленность ставит перед горной наукой проблемы, связанные с необходимостью детального изучения процессов деформирования и разрушения горных пород при разработке полезных ископаемых: устойчивости и поддержания подземных выработок, разрушения горных пород взрывом и режущим инструментом, при горных ударах, выбросах угля, породы и газа на шахтах.

Эффективность решения этих проблем определяется уровнем знаний о механических и коллекторских свойствах горных пород, напряженном состоянии различных тектонических зон, геодинамических условиях формирования месторождений полезных ископаемых и вмещающего массива.

Решением геомеханических проблем занималось большое количество исследователей.

Для предсказания начала и форм разрушения массива горных пород отечественными и зарубежными учеными предложен широкий спектр критериев (условий) оценки прочностных и деформационных свойств горных пород в образце и массиве, который нашел отражение в трудах Авершина С.Г., Асанова В.А., Бича Я.А., Булычева Н.С, Бажина Н.П., Безродного К.П., Виноградова В.В., Глушко В.Т., Зубова В.П., Карташова Ю.М., Картозия Б.А., Ковалева О.В., Козырева A.A., Корнилкова М.В., Кузнецова С.Т., Капус-тянского С.М., Кузнецова C.B., Лодуса Е.В., Малышева М.В., Ок-сенкруга ЕС., Першина В.В., Петухова И.М., Проскурякова Н.М., Протосени А. Г., Ржевского В. В., Ставрогина А.Н., Чиркова С.Е., Шемякина Е.И., Шик В.М. и других.

Исследованиям вопросов влияния влаги, вида напряженного состояния на механические свойства и проницаемость горных пород посвящено значительное количество работ, среди которых следует выделить работы Максимова А.П., Шрейнера JI.A., Ходота В.В., Ренжиглова Н.Ф., Ильницкой Е.И., Герсеванова Н.М., Панина Г.Е., Садиленко K.M. Яновской М.Ф., Премыслера Ю.С. Павловой H.H., Давыдова Е.Т., Ножкина Н.В., Желтова Ю.П., Золотарева П.П.

Вопросу влияния скорости деформирования (нагружения) на механические свойства горных пород посвящены многочисленные исследования Ставрогина А.Н., Куксенко B.C., Мансурова В.А., JIo-дуса Е.В., Ягодкина Г.И., Кунтыша М.Ф, Мохначева М.П, Томашев-ской И.С., Байдюк Б.В., Бузера Г.Д., Серденгекти И.С., Тарасова Б.Г.

Наибольшую трудность вызывает разработка удароопасных и выбросоопасных месторождений в сложных горно- и гидрогеологических условиях и на больших глубинах.

Актуальность диссертационной работы связана с отсутствием теоретических основ надежного прогнозирования процессов деформирования и разрушения горных выработок и массивов горных пород при интенсивной подземной добыче полезных ископаемых в сложных горно- и гидро-геологических условиях. Исследования механических и коллекторских свойств пород в лабораторных условиях позволяют установить общие закономерности процессов деформирования и разрушения насыщенных горных пород.

Цель работы - разработка теоретических положений, обеспечивающих повышение надежности прогнозирования процессов деформирования и разрушения массивов горных пород при подземной добыче полезных ископаемых в сложных горно-геологических условиях, характеризующихся повышенной насыщенностью пород газами и водой.

Идея работы - предельное и неупругое состояние, а также коллекторские свойства насыщенных горных пород необходимо определять с учетом взаимодействия и взаимного влияния твердой, жидкой и газовой фаз.

Основные задачи исследования:

- исследовать закономерности перехода насыщенных газом и жидкостью горных пород в предельное состояние при широкой вариации условий нагружения;

- исследовать закономерности изменения коллекторских свойств горных пород (сжимаемость, проницаемость) от вида напряженного состояния, порового давления, степени насыщения жидкими флюидами;

- обобщить результаты экспериментальных исследований с позиций статистической модели деформированного неоднородного тела;

- разработать новые и усовершенствовать существующие средства и методики исследований механических и коллекторских свойств горных пород при вариации условий нагружения, фильтрации жидких и газообразных флюидов, интенсивности порового давления.

Научные положения, выносимые на защиту.

1. Предельное и неупругое состояние насыщенных гор' ных пород необходимо определять по условиям прочности и упругости, а также закономерностям их изменения, учитывая вид напряженного состояния, формы связи и виды влаги, величину порового давления и скорость деформирования.

2. Фильтрационные характеристики насыщенных горных пород и закономерности их изменения в условиях сложного напряженного и неупругого деформирования следует определять с учетом структуры их порового пространства, физических свойств и соотношения жидкой и газовой фаз, а также величины и направления действия главных напряжений.

3. Деформационные характеристики насыщенных горных пород при больших давлениях в условиях объемного сжатия необходимо определять с учетом вида напряженного состояния, скорости деформирования, форм связи и вида влаги, толщины двойного электрического слоя, возникающего на поверхности пород при соприкосновении их с водой.

Методы исследований. При выполнении работы принят комплексный метод исследований, включающий изучение строения, свойств, состояния пород и условия их нагружения, анализ закономерностей процесса разрушения, изменения пористости и проницаемости горных пород при различных видах напряженного состояния, уровнях влажности и скоростях деформирования и предусматривающий разработку методик, оборудования и устройств для изучения процессов деформирования и разрушения горных пород в лабораторных условиях, аналитические исследования с использованием ЭВМ и методов статистической физики.

Научная новизна:

- установлены зависимости перехода в предельное состояние горных пород при широкой вариации видов напряженного состоя-

ния, скорости деформирования и фазово-физического состоянии пород;

- установлены закономерности изменения коллекторских свойств горных пород не только от вида напряженного состояния, но и порового давления, форм и видов влаги в породе;

- вскрыта физическая природа снижения прочности, заключающаяся в образовании на поверхности частиц двойного электрического слоя, толщина которого зависит от комплекса обменных катионов;

- разработана статистическая модель неоднородного деформируемого тела для насыщенных горных пород с учетом форм и видов влаги, которая подтверждается тем, что в связи с эффектом адсорбционного понижения прочности число микроплощадок сдвига, участвующих в процессе деформирования, возрастает; коэффициента концентрации напряжений зависит от форм и видов влаги в горных породах и не зависит от скорости деформирования;

Достоверность и обоснованность научных положений, выводов и рекомендаций обеспечена:

- большим объемом экспериментальных исследований различных литологических типов горных пород и угля из основных месторождений полезных ископаемых (около 11 ООО образцов, 22 ли-тологические разновидности пород);

- соответствием условий нагружения в лабораторных исследованиях компонентам напряжений, действующих на породу в массиве, и существующим ГОСТам на проведение лабораторных исследований;

- диапазоном скоростей деформирования (9 десятичных порядков) от 101 до 10"8 с"1, охватывающих скорости ползучести и горные удары;

- широкой апробацией результатов исследований и удовлетворительной сходимостью прогнозируемых и фактических свойств.

и видов влаги в них при вариации условий нагружения, способствующих повышению надежности и достоверности разработки практических рекомендаций при решении задач горной геомеханики, при проектировании и ведении горных работ в широком диапазоне условий нагружения. Все разработки осуществлялись под непосредственным руководством и при участии соискателя.

Практическая значимость:

- разработан каталог механических свойств горных пород и методические указания по их определению;

- разработаны методики и оборудование для исследований механических и коллекторских свойств пород с учетом форм и видов влаги в них при широкой вариации режимов нагружения, позволяющие исследовать свойства горных пород для решения конкретных задач горного производства по упрощенной программе;

- методические разработки и результаты исследований использованы в работах других исследовательских организаций.

Реализация результатов работы. Основанием для выполнения работы являлись: научно-технические программы Министрерства топлива и энергетики РФ, Минобрнауки РФ, НТП проект "Углеметан". Полученные в результате исследований материалы вошли составной частью в:

- Указания по охране, поддержанию и рациональному расположению выработок на угольных шахтах СССР (Фонды МУП СССР, 1977г.), утвержденные в качестве инструктивного документа для проектирования горных предприятий;

- Каталог механических свойств горных пород при широкой вариации видов напряженного состояния и скорости деформирования. Л., 1978г.

- Каталог планшетов механических характеристик горных пород, опасных в отношении динамических явлений, с учетом запредельной области, газового и жидкостного факторов. Л., 1980 г.;

- Методические указания по определению фильтрационных свойств углей и горных пород. Л., 1985 г.;

- Методические указания «Геодинамическое районирование недр». Л., 1990г.

- Рекомендации по ведению горных работ под водными объектами. Министерство топлива и энергетики РФ, СПб. 1999 г.

Результаты и методики исследований свойств горных пород переданы для использования и внедрения заинтересованным организациям, а также использованы при выдаче заключений и экспертиз филиал ОАО 26 ЦНИИ, Центральное конструкторское бюро Тяжелого Машиностроения, НП "Нефтегазтехника", Уральская сверхглубокая СГ-4.

Апробация работы. Ключевые положения диссертационной работы обсуждены и получили одобрение на десяти научно-технических конференциях ученых и специалистов РФ и стран СНГ, Воркутского и Кузбасского бассейнов.

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 40 печатных работ из них 7 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, 3 патента РФ.

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, 6 глав, заключения и списка литературы из 233 наименований. Общий объем работы - 275 страниц, в том числе: 18 таблиц, 106 рисунков.

Автор выражает самую глубокую благодарность своему учителю Заслуженному деятелю науки и техники, доктору технических наук профессору Ставрогину А.Н. за помощь в обсуждении результатов, сотрудникам лаборатории за помощь при проведении экспериментальных исследований.

Содержание работы

Во введении обоснована актуальность работы и приведен краткий анализ публикаций по данному направлению исследований за последние 10-15 лет.

В первой главе выполнен обзор литературных источников и анализ ранее проведенных исследований.

Во второй главе приведены необходимые сведения об аппаратуре и методиках проведения исследований, разработанных автором. Разработанная аппаратура и методики проведения исследований позволяют осуществлять широкий комплекс физического моделирования современных геодинамических процессов: режим квазистатического напряженно-деформированного состояния; процессы разработки месторождений полезных ископаемых.

В третьей главе приведены результаты исследований деформирования и разрушения горных пород при широкой вариации видов напряженного состояния, скорости деформирования (9-десятичных порядков) с учетом температурного фактора, форм и видов влаги в породах. Сформулированы условия упругих и предельных состояний, являющиеся обобщением теории максимальных касательных напряжений и кинетической теории прочности. За предел прочности принято касательное напряжение Тп = (<7^ — <Т3)/2,

где Сть Оз - главные напряжения, МПа (сг, > <Т3).

Четвертая глава посвящена экспериментальным исследованиям динамики изменения деформационных и фильтрационно-емкостных параметров пород в условиях сложного напряженного состояния при насыщении. Приведен анализ изменения коэффициента проницаемости и объемной сжимаемости в зависимости от структуры порового пространства и форм влаги в горных породах.

В пятой главе приведен анализ результатов исследований с использованием статистической модели неоднородного тела, учитывающей вид напряженного состояния, скорость деформирования, формы и виды влаги. Эффект снижения прочности с ростом влажности при наличии порового давления связан с толщиной двойного электрического слоя, возникающего на поверхности пород при соприкосновении ее с водой.

В шестой главе изложены варианты практического применения результатов исследований.

ОСНОВНЫЕ ЗАЩИЩАЕМЫЕ НАУЧНЫЕ ПОЛОЖНИЯ

1. Предельное и неупругое состояние насыщенных горных пород необходимо определять по условиям прочности и упругости, а таюке закономерностям их изменения, учитывая вид напряженного состояния, формы связи и виды влаги, величину порового давления и скорость деформирования.

Решение поставленных задач потребовало разработки методик, оборудования и устройств для изучения процессов деформирования и разрушения горных пород в лабораторных условиях. Автором разработаны две разновидности фильтрационных установок, прибор для определения структуры пор и пористости, датчик для измерения порового давления. Схема установки для исследования

физико-механических свойств горных пород (схема Беккера) представлена на рис. 1. Установка предназначена для изучения физико-механических свойств горных пород и различных материалов в условиях осевого сжатия при различных уровнях давления всестороннего сжатия, меняющегося от 0 до 150 МПа, что обеспечивает получение класса напряженного состояния вида > СГ2 = (Т3. Установка позволяет исследовать компрессионные, фильтрационные и деформационные свойства пород и материалов при температуре до 250 С; исследовать проницаемость образцов горных пород как в продольном, так и в поперечном направлениях с одновременной регистрацией поперечных и продольных деформаций.

Рис. 1. Схема установки для исследования физико-механических свойств горных пород (схема Беккера): 1-камера высокого давления; 2- домкрат, 3-блок распора;

4 - испытуемый образец.

Многочисленные натурные инструментальные наблюдения, лабораторные, а также аналитические оценки напряженного состояния массива горных пород, с учетом его разупрочнения и разрыхления, показывают, что различия в характере поведения горных пород вблизи выработки обусловлены, с одной стороны, влиянием внешних факторов (скорость нагружения, вид напряженного состояния), с другой - формами и видами связи влаги, поровым давлением насыщающих флюидов, структурой пород.

Проведенные исследования позволили установить новые зависимости изменения механических свойств горных пород с учетом

влияния вида напряженного состояния, форм и видов влаги в поро-

•

дах при скорости деформирования £i = 10"4с'.

Прочность горных пород зависит от вида напряженного состояния, форм и видов влаги в породах. С ростом влажности при

£\ = const прочность породы и угля уменьшается не только при одноосном сжатии (рис. 2), но и при сложном напряженном состоянии (рис. 3, кривые 1-3). С ростом давления всестороннего сжатия а3 прочность пород как в воздушно-сухом состоянии, так и увлажненных возрастает (рис. 3, кривые 1-3). Максимум снижения прочности горных пород при увлажнении достигается при уровне влажности, соответствующем максимальной гигроскопической влажности (рис. 2, точка перегиба кривых 3, 4 соответствует максимальной гигро-

Влажность, %

Рис. 2. Зависимость предела прочности пород от влажности при одноосном сжатии (отрыве): 1 - среднезернистый песчаник; 2 - каинитовая порода; 3 - кварцевый песчаник; 4 - горючий сланец.

Прочность горных пород при е 1= const в трехосном напряженном состоянии с ростом порового давления Р„ (МПа) снижается (рис.3 линии 3 -г 6, рис. 4).

Рис. 3. Типичная зависимость прочности от влажности и порового давления, создаваемого водой, при сложном напряженном состоянии (кварцевый песчаник): С = <г/«г1 - интенсивность напряженного состояния; а = Р,/а3 -интенсивность порового давления; 1 - воздушно-сухие; 2 - при гигроскопической влажности; 3- при полном водонасыщении; 4 - а = 0,5; 5 - а = 0,8; 6 - а = 0,95.

Поровое давление Рп, МПа

Рис. 4. Типичная зависимость прочности от порового давления (каменный уголь, поровое давление создавалось азотом): 1 - Стз = 5 МПа; 2 - а3 = 10 МПа; 3 - о3 = 20 МПа; 4-сг3= 40 МПа.

Влияние температуры в диапазоне 22-г150 °С при £\ ~ const на прочностные характеристики образцов горных пород при естественной влажности проявляется в снижении пределов прочности и упругости как при одноосном, так и при трехосном напряженных состояниях (рис. 5). С ростом давления всестороннего сжатия аз прочность пород возрастает.

О 25 50 75 100 125 150 175

Температура, °С

Рис. 5. Типичная зависимость прочности от температуры (известняк).

Результаты исследований механических свойств горных пород в зависимости от форм и видов влаги, вида напряженного состояния при широкой вариации скорости деформирования (рис. 6) показали, что с ростом скорости деформирования пределы прочности и упругости пород как в сухом, так и в увлажненном состоянии возрастают во всем исследованном диапазоне условий.

По мере повышения влажности пределы прочности и упругости снижаются во всем исследованном диапазоне скоростей деформирования и при всех значениях давления всестороннего сжатия. Из распределения экспериментальных точек в поле координат »

Т — с~х видно, что значения пределов прочности и упругости в диапазоне скоростей от 10"8с1 до 101 с"1 с высокой достоверностью могут быть аппроксимированы прямыми, представляющими собой пучок лучей, имеющий общий полюс.

Максимальное отклонение экспериментальных точек от проведенных лучей не превышает 10%. Интенсивность увеличения

прочности характеризуется углом наклона лучей к оси lg£i. При

любой £\ = const зависимости пределов прочности аналогичны зависимостям, приведенным на рис. 3 - линии 1, 2, 3 и рис. 4, 5.

а) где МПа

Рис. 6. Типичная зависимость пределов прочности т„ (а) и упругости ту (б) от влажности и скорости деформации (кварцевый песчаник).

Условия предельного состояния горных пород в соответствии со статистической теорией прочности при любом виде напря-

женного состояния и £\ = const могут быть представлены уравнением вида (Ставрогин А.Н., 1970 г.):

тп (С)= то„ ехр(ЛС), (1)

где тon - предел прочности при одноосном сжатии, МПа; А - коэффициент, определяемый по паспорту прочности пород в увлажненном состоянии при Рп— 0, или, в случае создания порового давления газом по паспорту прочности образца в воздушно-сухом состоянии в системе координат lgx - С, где С = интенсивность напряженного состояния (рис. 3 линии 1, 3).

Условия предельных состояний пород и угля с учетом влия-

•

ния влаги на прочность при одноосном сжатии и £i = const (рис. 2 линии 1,2) могут быть представлены уравнениями вида:

- малопористые породы (пористость m < 8%) различного минералогического состава:

tn(G)=T0„cxV{-zG), (2)

- высокопористые породы (пористость ш > 8% - кварцевый песчаник, горючий сланец):

(в) = т0„ [ехр(- bG) + ехр(- clG)], (3)

где то„ - прочность на одноосное сжатие образцов в сухом состоянии, МПа; Tn(G) -прочность на одноосное сжатие (отрыв) при разной влажности, МПа; G=W/Wmax - относительная влажность; z - коэффициент, определяющий угол наклона линии предела прочности в принятой системе координат; bud - коэффициенты, определяемые из опыта (рис. 2 линии 3,4).

В связи с тем, что линии пределов прочности и упругости пород при разной влажности и разных значениях температуры в условиях сложного напряженного состояния (рис. 4) параллельны ме-

•

жду собой, условия предельных состояний при £ i = const в общем виде могут быть представлены уравнением вида:

- для пределов прочности:

Tn{C,G,T) = r0nexp{AC-zG-kt), (4)

- для пределов упругости:

ту{С,С,Т) = т0у-ехтр{ВС-1С~к1), (5)

где к -коэффициент, определяющий угол наклона экспериментальных зависимостей — /; I ~ температура °С.

Из анализа экспериментальных зависимостей прочности от вида напряженного состояния и порового давления (рис. 3, 4 каменный уголь - Кузбасс, кварцевый песчаник, песчаник - Чутырское месторождение, песчаник - Рагунская ГЭС, мрамор) следует, что в уравнении (1) коэффициент Л является функцией порового давления (рис.7).

(L- 2

V '-J 5 •s, ^

О 0,2 0,4 0,6 0,8 а = Р„/оз

Рис.7. Зависимость коэффициента Л при экспоненте от интенсивности порового давления а- Р,/(т3: 1- каменный уголь, 2 - кварцевый песчаник, 3 - песчаник (Рагунская ГЭС), 4 - песчаник (Чутырское месторождение), 5 - мрамор.

Полное условие предельного состояния, учитывающее вид напряженного состояния, влажность, поровое давление насыщающей жидкости при Е\ = const может быть представлено уравнением: т„ (C,G,P,T)= т сехрКА-к^ )C-zG-kt], (6) 16

где ki- коэффициент, определяющий угол наклона линии изменения коэффициента А в принятой системе координат; а, - текущее значение интенсивности порового давления.

Установлено, что при каком-либо заданном значении давления всестороннего сжатия а3 = const произведение АС и ВС = const, коэффициенты Л и В не зависят от влажности и температуры, а зависят от порового давления (рис. 7).

Наличие полюса на графике А—— (рис.7) позволяет про-

СГ3

гнозировать прочностные свойства пород в условиях сложного напряженного состояния при разных значениях порового давления и

•

скорости деформирования £\ = const путем определения коэффициентов, входящих в уравнение (6) по упрощенной методике.

Таким образом, условие предельных состояний, представленное уравнением (6), можно рассматривать как критерий разрушения пород в зависимости от уровней влажности, величины поро-

•

вого давления и вида напряженного состояния при какой-либо €\ = const.

Экспериментальные зависимости прочности и упругости от скорости деформирования, представленные на рис-.б, в соответствии с кинетической теорией прочности описываются уравнением:

е 1 = £о ехр

/ и0-ггл

кТ

(7)

где и0, £о, У - коэффициенты, являющиеся показателями чувствительности отдельных структурных элементов, составляющих горные породы, к изменению внешних условий (скорости деформирования, вида напряженного состояния); к - постоянная Больцмана; Т -абсолютная температура, кТ= 2463,7 Дж/моль при 20°С.

Константа С/о совпадает с энергией термодеструкции в полимерах и энергией сублимации в металлах, а для горных пород с энергией активации процессов диффузии в кристаллической решетке горных пород. Это позволяет утверждать, что процессы сдвигово-

го деформирования в нагруженных породах контролируются и определяются явлением типа диффузии.

Коэффициент £о является частотной характеристикой мик-

ропроцессов деформирования и разрушения. Количественно £о

может быть определен из условия и эф = и0 -ус (рис.8). Для исследо-•

ванных пород £о = 10 "'с'1, что согласуется с данными для метаморфических горных пород (Ставрогин А.Н., 1978 г.). Наличие единого

полюса (рис. 6) позволяет сделать вывод о независимости энергии

•

активации (рис. 8) и частотного коэффициента £о от влажности и величины давления всестороннего сжатия во всем исследованном диапазоне скоростей деформирования.

Предпосылкой для формирования кинетической концепции разрушения послужили не только общетеоретические соображения, а также работы по изучению деформационных свойств (ползучести) и экспериментальные данные о временной и температурной зависимости прочности твердых тел.

10" \ V Ч \

\&ксх 5 0 5

Рис. 8. Зависимость энергии активации от скорости деформирования.

На термофлуктуационную природу процесса разрушения указывает пропорциональность долговечности множителю

ип-уо

ехр—--, что подтверждается сходством выражения (7) с выра-

кТ

жением для среднего времени между двумя последовательными флуктуациями, придающими данному атому кинетическую энергию

Ьгк *

Г™, = ехр-

~кТ

(В)

где Г

= 10 13 с"1- средний период тепловых колебаний атомов в

конденсированных телах, при этом принимается, что /0 ~ /а.

Прямыми исследованиями процессов сопровождающих деформирование и разрушение установлено, что для широкого диапазона напряжений в различных условиях эксперимента долговечность t в зависимости от сжимающего напряжения и температуры Т в координатах \gt-T остается линейной.

Проведенный анализ экспериментальных исследований влияния размера зерна на прочность двух разновидностей мрамора с размером зерен 0,25 и 0,4 мм и искусственно изготовленных образцов №С1, образцов горючего сланца и натурных исследований прочности призм горючего сланца, а также анализ условий отбора, включающихся в процесс деформирования зерен, позволяет сделать вывод, что упрочнение горных пород с ростом давления всестороннего сжатия есть случай проявления масштабного эффекта.

Условия предельных состояний как функция вида напряженного состояния, скорости деформирования, форм и видов влаги ап-роксимируются уравнениями:

- для пределов прочности:

г„ С,С,РпУ£иТ\ =

и0+кТ\п

£о

•ехр

С 1п

£1

£л=о

Рп

-К

; (9)

- для пределов упругости:

С1п

(Ю)

т/с,с,?,,е1,г]= и0+кТ-Ы^- • — ехр

Со ^

Р>

-гС

Уравнения (9), (10) в координатах /лг- С и 1п£\-т дают семейство линий, изображенных на рис. 3 и рис.6.

Получены новые экспериментальные закономерности изменения коллекторских свойств горных пород (объемной сжимаемости, проницаемости по газу и воде) от вида напряженного состояния и давления фильтрации.

Для горных пород (крепких, средней прочности и слабых) наблюдается закономерное уменьшение объемной сжимаемости с ростом давления всестороннего сжатия на скелет породы, которое при отсутствии порового давления (Р„ = 0) является аналогом эффективного напряжения. С ростом пористости коэффициент сжимаемости р уменьшается при всех вида испытаний (рис.9). Наибольшие различия объемной сжимаемости однотипных пород с разной структурой порового пространства наблюдаются в области давлений <т2 = <Т3 = 0 - 20 МПа в зависимости от вида испытаний.

Так, коэффициент сжимаемости для образцов известняка Тенгизского месторождения, определенный при нагружении одновременно всесторонним и поровым давлением (Р „ = 0,8 <7з), на 30%-40% выше, чем при нагружении давлением всестороннего сжатии. С увеличением давления всестороннего сжатия и эффективного напряжения различия между величинами коэффициентов сжимаемости уменьшаются. Относительное уменьшение пористости насыще-

ния с ростом давления всестороннего сжатия в большей мере сказывается для горных пород с минимальной пористостью.

—в

50 03, стоила

^эф.МПа

Рис. 9. Зависимость коэффициента сжимаемости от эффективного давления оЭф и давления всестороннего сжатия 03.

Поровое давление, возникающее от давления всестороннего сжатия а3 на скелет горных пород, растет неоднозначно с ростом а3 и зависит от типа исследуемой породы. Для значений о}, при которых не происходит разрушение горных пород, а достигаются большие пластические деформации, т.е. огибающая паспорта прочности не зависит от величины а3, поровое давление составляет Р„ = 0,84-1,0 а3 (МПа) в зависимости от прочностных и структурных особенностей породы. Для крепких горных пород и пород средней прочности характерно Р„ - 0,8 а3, а для слабых пород Р„ = а3. В случае испытаний в условиях сложного напряженного состояния, когда по дости-

жению определенного уровня давления всестороннего сжатия 03, прикладывается дифференциальное напряжение Ати поровое давление возрастает и достигает максимального значения при Лаь соответствующего пределу упругости. Далее с ростом До\, приближающегося к пределу прочности, происходит раскрытие трещин первоначально существовавших в породе и образование новых, что в свою очередь приводит к увеличению объема порового пространства, и, естественно, к снижению порового давления.

Исследования поведения слабых по прочности горных пород (типа алевролитов и глинизированных мелкозернистых песчаников) при всестороннем сжатии показали, что при отсутствии дренажа поровое давление насыщенного водой песчаника (прочность на одноосное сжатие <т/ = 5 МПа) уравнивается с давлением всестороннего сжатия при величине последнего, равной 7,5 МПа. При недрениро-ванных испытаниях в условиях сложного напряженного состояния, мелкозернистые песчаники разрушаются под действием дифференциального напряжения менее 1 МПа, что свидетельствует о возможности флюдоизации его при коэффициентах концентрации горного давления > 1,5 на глубинах около 250 и более метров.

Проницаемость горных пород с ростом давления всестороннего сжатия и влаги уменьшается. Однако, отмеченная закономерность связана с типом пористости. Так, для пород с трещинным типом структуры порового пространства (пористость ш <3%) отмечается сильная зависимость проницаемости по газу от давления всестороннего сжатия. С ростом давления всестороннего сжатия до 100 МПа коэффициент проницаемости уменьшается на три и более десятичных порядков по абсолютной величине. Для пород с трещинова-топористым типом структуры порового пространства (пористость 3< ш <8%) характерна более слабая зависимость проницаемости от давления всестороннего сжатия - уменьшение коэффициента проницаемости на один-два десятичных порядка по абсолютной величине. Для пород с поровым типом структуры порового пространства (пористость тп > 8%) коэффициент проницаемости практически не зависит от давления всестороннего сжатия.

Установленная закономерность изменения коэффициента проницаемости от давления всестороннего сжатия связана с харак-

тером деформирования пород с различным типом порового пространства. С ростом давления всестороннего сжатия в первую очередь закрываются трещины, а деформация скелета происходит менее значительно, что и регистрируется по коэффициентам проницаемости (рис.10) и объемной сжимаемости (рис.9).

Понятие среднего нормального напряжения позволяет более наглядно представить характер зависимости коэффициента проницаемости от дифференциального напряжения Ло/ (рис.10).

О 10 20 О0,МПа

-29.54

-34,5

1пК, и2

Рис. 10. Типичная зависимость коэффициента проницаемости от величины среднего нормального напряжения <Т0 (каменный уголь, ш. Центральная, Воркутское месторождение, О = 0,95): 1- при давлении всестороннего сжатия а3,2- на пределе и за

пределом прочности.

Общим для пород и углей при сжатии в условиях сложного напряженного состояния является то, что проницаемость на пределе и за пределом прочности при разных величинах давления всестороннего сжатия (линия 2, рис. 10) увеличивается. В запредельной области проницаемость резко возрастает, достигая начального значения коэффициента проницаемости при а3, при котором проводились исследования. При низких давлениях всестороннего сжатия (<73 < 2,5 - 5 МПа) значения коэффициента проницаемости в запредельной области могут превышать начальное значение коэффициента проницаемости в 1,5-2 раза.

/х ГлК \ \ Ч N N \ > ч\ \\ ч\ ч \

В то же время, для слабых пород (типа алевролитов, глинизированных песчаников) и бурых углей с ростом дифференциального напряжения проницаемость уменьшается, хотя при низких давлениях всестороннего сжатия проницаемость на пределе и за пределом прочности возрастает.

Таким образом, установлено, что:

- объемная сжимаемость и проницаемость являются функцией структуры порового пространства и вида напряженного состояния;

- проницаемость горных пород по газу зависит от форм и видов влаги в породе, вида напряженного состояния, типа порового пространства: с ростом давления всестороннего сжатия и влажности проницаемость уменьшается, в тоже время, с ростом дифференциальной нагрузки выше предела упругости при фиксированном значении давления всестороннего сжатия (<т3 = const) проницаемость

увеличивается. Изменение проницаемости связано с характером деформирования пород и типом порового пространства.

Обобщенное уравнение зависимости коэффициента проницаемости от вида напряженного и фазово-физического состояния самой породы можно представить в виде:

К (а3, Лг/, G) = К0 ехр[-((% + к а3) G] + ^ /Ь] а0 ехр(фст3), (11)

где первое слагаемое представляет собой зависимость коэффициента проницаемости от давления всестороннего сжатия, а второе - приращение коэффициента проницаемости от действия дифференциального напряжения Acsj, которое определяется при заданном виде влаги; а и а0 - параметры, характеризующие приращение коэффициента проницаемости ЛК при изменении напряженного состояния (рис. 11).

Полученное обобщенное уравнение для определения коэффициента проницаемости по газу является физическим критерием выбросоопасности по фактору газопроницаемости, учитывающий совместное действие давления всестороннего сжатия, вида напряженного состояния и влажности.

Ъ. Деформационные характеристики насыщенных горных пород при больших давлениях в условиях объемного сжатия необходимо определять с учетом вида напряженного состояния, скорости деформирования, форм связи и вида влаги, толщины двойного электрического слоя, возникающего на поверхности пород при соприкосновении их с водой.

Экспериментальные факты снижения прочности с ростом влажности и особенности влияния увлажнения на различные по своему составу породы объясняются тем, что адсорбция воды на поверхности частиц горных пород сопровождается образованием двойного электрического слоя, который определяет толщину слоя (количество) связанной воды (прочно- и рыхло-связанной) и зависит от комплекса обменных катионов, температуры, давления, концентрации электролитов в растворе. Максимальное количество прочно-связанной воды в породах соответствует величине максимальной гигроскопичности (Е.М. Сергеев 1971 г.) и по своим свойствам отличается от свободной воды: диэлектрическая проницаемость - 2-2,2 ф/м\ температура замерзания /эа1( = —78° С - по Боу-

юносу. Рыхло-связанная вода представляет собой слои влаги, окружающие прочно-связанную воду, имеет меньший уровень энергетической связи и мало отличается от свободной воды: плотность близка к плотности свободной воды и = -1,5° С.

Наведенное поле нарушает связанность зерен, создает условия для скольжения кристаллов относительно друг друга, искажает структуру вещества, изменяет основные параметры кристаллической решетки. Эффект снижения прочности зависит от диэлектрической проницаемости насыщающей жидкости, которая определяет толщину двойного слоя и, следовательно, от количества связанной воды в породе. Максимальное снижение прочности соответствует полному развитию двойного слоя, т.е. влажности соответствующей максимально гигроскопической.

Результаты исследований влияния диэлектрической проницаемости насыщающих жидкостей на прочность пород при сжатии, представленные в диссертации, подтверждают высказанные предположения о роли двойного электрического слоя при разрушении увлажненных горных пород (рис. 11).

Прочность пород на одноосное сжатие и отрыв снижается с ростом диэлектрической проницаемости насыщающей жидкости. Высокая диэлектрическая постоянная жидкости (вода, формамид) означает, что жидкость имеет большой дипольный момент, что ведет к сильной адсорбции жидкости полярными частицами, сцепление между частицами в присутствии таких жидкостей ослабляется и, следовательно, напряжение разрушения снижается. Кривые 1 и 2 (рис. 11) качественно и количественно повторяют ход кривых зависимости прочности на одноосное сжатие известняка и кварцевого песчаника от влажности W (рис.2). Прочность пород с пористостью т < 8% в зависимости от диэлектрической проницаемости насыщающей жидкости можно представить уравнением аналогичным (2), а для пород с пористостью т > 8%, т.е. с трещинно-поровой и поро-вой структурой порового пространства, уравнением аналогичным

(3).

| 1,8

1 1,6

о, | !'4

2 1,2 о

в 1 в

8 0,8 ¡0,6

4 0,4

— 1

20 40 60 80 100 120

Диэлектрическая проницаемость насыщающей среды, ф/м

Рис. 11. Зависимость прочности от диэлектрической постоянной насыщающих жидкостей: сжатие 1- известняк; 2 - кварцевый песчаник; отрыв 3 - песчаник.

Экспериментальным подтверждением роли двойного электрического слоя в процессе адсорбционного снижения прочности горных пород при увлажнении является установленная независимость структурно-чувствительного коэффициента у от скорости деформирования, а также сохранение временной зависимости прочности увлажненных пород от скорости деформирования.

Анализ деформационных характеристик пород в зависимости от уровней влажности, вида напряженного состояния, скорости

деформирования позволяет сделать вывод, что в горных породах наблюдаются аномалии прочности и пластичности при изменении форм и вида влаги, вида напряженного состояния и скорости деформирования, что свидетельствует о закономерном периодическом изменении свойств пород при смене вида напряженного состояния и скорости деформирования. Дилатансионные эффекты (разрыхление) с ростом скорости деформирования и вида напряженного состояния подавляются.

Неоднозначное поведение пород при смене режима нагруже-ния объясняется в первую очередь их структурными особенностями, а именно, пористостью.

Аномалии пластичности наблюдаются по мере локализации деформации, являющейся случайным статистическим процессом неравномерного формоизменения. При этом под хрупкостью понимается не столько способность породы разрушаться с минимальными затратами энергии, сколько деформироваться без больших остаточных деформаций. Два механизма разрушения сдвиг и отрыв конкурируют один с другим. При этом энергия активации дефектов, возникающих по плоскостям сдвига, под действием шаровой части тензора напряжений возрастает, а под действием девиаторной части уменьшается. Если превалирует девиаторная часть тензора напряжений, то происходит генерация дефектов и пластичность возрастает.

При энергетическом равноправии плоскостей сдвига наблюдается снижение пластичности или ее возрастание. При низких давлениях всестороннего сжатия превалирует механизм отрыва. С ростом давления всестороннего сжатия преобладает сдвиговая деформация и при достижения определенного уровня давления всестороннего сжатия возникает периодическая однородная деформация, проявляющаяся на макроуровне в виде пачек линий скольжения и возрастании угла наклона макроскопических плоскостей разрушения в зависимость угла ориентировки плоскости среза от вида напряженного состояния и скорости деформирования.

Сущность влияния условий нагружения (вида напряженного состояния и скорости деформирования) на прочностные и деформационные свойства пород с позиций статистической модели неоднородного деформированного твердого тела (А.Н. Ставрогин, 1970 г.)

заключается в изменении числа вовлекаемых в процесс деформирования структурных элементов.

При адсорбции воды на поверхности горных пород при постоянной скорости деформирования с изменением вида напряженного состояния изменяются условия статистического отбора структурных элементов, вызванного разупрочнением на отдельных элементах вследствие эффекта адсорбционного понижения прочности. При этом с ростом влажности в процесс деформирования вовлекается большее число элементов с низким сопротивлением сдвигу, что приводит к снижению уровня напряжений во всех частях материала и росту угла ориентировки плоскости среза. С другой стороны, в силу кинетической природы пластической деформации, в процесс статистического отбора элементов с ростом скорости деформирования вовлекаются элементы с более высокими значениями модуля упругости, вызванного упрочнением на отдельном элементе. Это приводит к общему росту уровня напряжений в твердом теле и вовлечению большего, по сравнению с низкими скоростями, числа новых элементов, участвующих в процессе деформирования.

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.

Ах; МПа

50 40 30' 2010

(7=0

1 \ 1

г 4

Лх, МПа

40 30 20 10 О

МПа

20 10

15 20 25 Ле^Ю1

1 \ 2 \ <7=0,33 4

& .—-

¥ 3 4

15 20 Де^СГ3

1 \ - —-»

А / ^4

¥ чз С=1,0

15 20 25 Де,х10-3

Рис. 12. Зависимость обобщенной кривой остаточной пластической деформации от

влажности при разных скоростях деформирования: • • _ • _ • _

1- = 0,5с 1; 2 - = 2с"1; 3 - \%£\ =5с_1;4- ^£1 = 7С-1.

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 горногеологических 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 о3 = 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 подви-гания 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. 201-203.

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 IV Всесоюзного совещания. Тбилиси, 1974 г., с 257-259.

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. Н Всесоюзная научная конференция ВУЗов СССР с участием НИИ. М., 1977г., с. 89-91.

6. Карманский А.Т. Влияние размеров образцов и скорости деформирования на прочность пород. / Ставрогин А.Н., Карманский А.Т. //Материалы У Всесоюзного совещания, Баку, 1978, с. 121-123.

7. Карманский А.Т. Влияние жидкой фазы на механическое состояние горных пород. / Ставрогин А.Н. // Материалы V Всесоюзного совещания. Баку, 1978, с.123-125.

8. Карманский А.Т. О влиянии структуры на механическое поведение горных пород. / Ставрогин А.Н., Карманский А.Т. // Материалы 2-ой Всесоюзной научно-технической конференции, Уфа, 1978 г., с. 17-20.

9. Карманский А.Т. Оценка длительной прочности горных пород. / Карманский А.Т., Райский В.В.// Проектирование и строительство защитных сооружений гражданской обороны. Вып.З. 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. ПЛ., ВНИМИ, 1980г., 54 с.

12. Карманский А.Т. Влияние влажности на прочностные свойства горных пород. / Карманский А.Т., Андранович В.А., Ива-

нов Г.А. //Информационная серия 1 "Горючие сланцы", ЭстНИИН-TH,N 3,1981, с. 1-7.

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 VI Всесоюзного совещания, 1981г., Ташкент, с.29-30.

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.44-47.

16. Карманский А.Т. Изменение прочности на сжатие осадочных горных пород в зависимости от их увлажнения. / Карманский А.Т., Андранович В.А., Иванов ТАЛ Сб. "Изучение свойств пород в массиве геофизическими методами", Новосибирск, 1983 г., с. 3-8.

17. Карманский А.Т. Фильтрационные свойства и сжимаемость углей. / Ставрогин А.Н., Карманский А.Т.// Материалы VII Всесоюзного совещания, Ереван, 1985г., с. 102-103.

18. Карманский А.Т. Влияние вида напряженного состояния на фильтрационные свойства углей. / Карманский А.Т., Юрель Г.Н.// Материалы VII Всесоюзного совещания. Ереван, 1985 г., с. 73-74.

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

20. Карманский А.Т., Ширкес O.A. Условия предельного состояния пород при трехосном сжатии. / Карманский А.Т., Ширкес O.A.// 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 B.C. //Сб. "Геодинамика месторождений", Кемерово, 1990 г., с. б - 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 77-82.

23. Карманский А.Т. Влияние влажности, вида напряженного состояния и скорости нагружения на физико-механические свойства горных пород. / Ставрогин А.Н., Карманский А.Т.//ФТПРПИ, N 4, 1992, с. 3-10.

24. Карманский А.Т. Изучение гидро- и газодинамики углей. //"УГОЛЬ", 1994 г. N 7, с. 45-46.

25. Карманский А.Т. Работы ВНИМИ в области исследования физико-механических свойств горных пород. / Карташов Ю.М., Карманский А.Т., Матвеев Б.В.// Сб. "Горная геомеханика и маркшейдерия" С.-Петербург, 1995г., с. 74-79.

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

27. Карманский А.Т. Исследования условий разрушения горных пород на установке Теоэнергия". / Карманский А.Т., Деркач Н.Д.//С6. трудов семинара "Физика и механика разрушения горных пород применительно к прогнозу динамических явлений", С.-Петербург, 1995г., с. 54-59.

28. Карманский А.Т. Моделирование природных процессов в лабораторных условиях на образцах горных пород. / Карташов Ю.М., Лодус Е.В., Карманский А.Т. //Сб. трудов Международной конференции 17-21 июня, 1996 г., Санкт-Петербург, с.20-25.

29. Карманский А.Т. К вопросу оценки напряженного состояния массива горных пород по скорости распространения упругих волн. / Карманский А.Т., Хлопотов Р.Г.//С6. научных трудов "Горная геомеханика и маркшейдерское дело", С - Петербург, 1999 г.,с. 53-58.

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.//С6. научных трудов «Горная геомеханика и маркшейдерское дело», С - Петербург, 1999 г., с. 59-64.

31. Карманский А.Т. Упрочнение неустойчивых массивов горных пород на основе термического и газотермического воздействия. / Ташкинов A.C., Таюрский A.A., 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 A.A. 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 A.A., 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.

36. Карманский А.Т. Механические свойства 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. 244.

37. Карманский А.Т. Исследование механизма десорбции метана при насыщении угля диоксидом углерода. // Записки горного института т. 183, СПГГИ, 2009 г., с. 285-288.

38. Карманский А.Т. Коллекторские свойства горных пород при изменении вида напряженного состояния // Записки горного института т. 183, СПГГИ, 2009 г., с. 289-292.

39. Карманский А.Т. Закономерности изменения прочностных свойств пород при сложном напряженном состоянии, разных уровнях влажности и порового давления. // Записки горного института т.183, СПГГИ, 2009г., с. 293-296.

40. Способ упрочнения массива горных пород. Патент № 2371544, выдан 27 октября 2009 г. //Гончаров Е.В., Карманский А.Т., Таюрский A.A., Гончаров Н.Е., Лодус Е.В., Аликин A.B.

, -'V

РИЦ СПГГИ. 19.02.2010. 3.74. Т. 100 экз. 199106 Санкт-Петербург, 21-я линия, д.2

Содержание диссертации, доктора технических наук, Карманский, Александр Тимофеевич

Введение.

Глава 1. Обзор и состояние вопроса вариации физических и механических свойств образцов горных породах.

1.1 .Физическое состояние воды в горных породах.

1.2 Анализ исследований коллекторских свойств горных пород.

1.3 Влияние поверхностно-активных веществ на деформационные и прочностные свойства горных пород.

1.3.1 Влияние увлажнения на деформационные и прочностные свойства пород при постоянной скорости деформирования.

1.3.2 Экспериментальные исследования влияния поверхностно-активных веществ и скорости деформирования на механические свойства горных пород.

1.3.3. Теоретические исследования.

Выводы.

Глава 2. Методика лабораторных исследований физико-механических свойств горных пород.

2.1. Оборудование для исследований механических и коллекторских характеристик горных пород.

2.1.1. Оборудование для исследований при сложном напряженном состоянии.

Установка гидростатического сжатия.

Фильтрационные установки.

2.1.2. Средства измерений.

Экстензометры для измерения продольных и поперечных деформаций

Датчик для измерения порового давления.

Устройство для определения, структуры пор и пористости образцов горных пород.

2.2. Методика экспериментальных исследований.

2.2.1. Методика подготовки образцов для исследований, режимы нагружения.

2.2.2. Методика экспериментальных исследований фильтрационных свойств горных пород.

2.2.3 Методика определения основных параметров структуры пор пористых проницаемых материалов.

2.3. Обработка результатов исследований.

Выводы.

Глава 3. Исследования механических свойств горных пород при широкой вариации насыщения влагой, интенсивности напряженного состояния и режимов нагружения.

3.1. Влияние насыщения и вида напряженного состояния на механические свойства горных пород при постоянной скорости деформирования.

3.2. Влияние порового давления насыщающих флюидов на механические свойства пород при постоянной скорости деформирования.

3.3. Влияние температуры на механические свойства пород.

3.4. Влияние фазово-физического состояния пород на их деформационные и прочностные свойства в условиях сложного напряженного состояния при широкой вариации скорости деформирования.

3.5. Условия предельных состояний.

3.5.1 Условия предельных состояний насыщенных пород при сложном напряженном состоянии и постоянной скорости деформирования.

3.5.2. Условия предельных состояний при вариации интенсивности напряженного состояния и порового давления при постоянной скорости деформирования.

3.5.3 Условия предельных состояний при вариации насыщенности горных пород, скорости деформирования и интенсивности напряженного состояния.

3.5.4 Исследования влияния структурного фактора на прочность пород при вариации скорости деформирования.

Выводы.

Глава 4. Исследования коллекторских свойств горных пород.

4.1 Изменение пористости горных пород в условиях всестороннего сжатия.

4.2 Сжимаемость горных пород в условиях всестороннего сжатия.

4.3 Влияние вида напряженного состояния на изменение порового давления в горных породах при насыщении жидкими флюидами.

4.4 Проницаемость горных пород.

4.4.1 Проницаемость горных пород при фильтрации жидких флюидов в условиях сложного напряженного состояния.

4.4.2. Проницаемость горных пород при фильтрации газа.

4.4.3. Проницаемость горных пород при фильтрации газа в условииях сложного напряженного состояния.

4.5 Закономерности изменения проницаемости угля при сложном напряженном состоянии и разных формах связи влаги с породой.

Выводы.

Глава 5. Анализ результатов исследований.

5.1. Физическая природа снижения прочности горных пород при насыщении.

5.2. Деформации насыщенных горных пород до и за пределом прочности при постоянной скорости деформирования.

5.3. Деформации горных пород до и за пределом прочности при вариации скорости деформирования, форм связи влаги с горными породами и интенсивности напряженного состояния

5.4. Синтез статистической и кинетической теорий прочности насыщенных горных.

Выводы.

Глава 6. Практическое применение результатов исследований.

6.1. Влияние фазово-физического состояния пород и скорости деформирования на коэффициент сцепления и угол внутреннего трения.

6.2. Определение деформационно-прочностных свойств горных пород в массиве.

6.3. Методика прогнозирования пластового давления по керну.

6.4. Определение зоны предельного состояния, расчет смещений контура выработки и параметров зоны опорного давления.

6.5. Определение коэффициента упрочнения.

6.6. Сопоставление лабораторных исследований проницаемости и газо-гидродинамического состояния горных пород и угля.

Выводы.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Экспериментальное обоснование прочности и разрушения насыщенных осадочных горных пород"

Решением геомеханических проблем занималось большое количество исследователей.

Для предсказания начала и форм разрушения массива горных пород отечественными и зарубежными учеными предложен широкий спектр критериев (условий) оценки прочностных и деформационных свойств горных пород в образце и массиве, который нашел отражение в трудах Авершина С.Г., Асанова В.А., Бича Я.А., Булычева Н.С, Бажина Н.П., Безродного К.П., Виноградова В.В., Глушко В.Т., Зубова В.П., Карташова Ю.М., Картозия Б.А., Ковалева О.В., Козырева A.A., Корнилкова М.В., Кузнецова С.Т., Капустянского С.М., Кузнецова C.B., Лодуса Е.В., Малышева М.В., Оксенкруга ЕС., Першина В.В., Пету-хова И.М., Проскурякова Н.М., Протосени А. Г., Ржевского В. В., Ставрогина А.Н., Чиркова С.Е., Шемякина Е.И., Шик В.М. и других.

Вопросу влияния скорости деформирования (нагружения) на механические свойства горных пород посвящены многочисленные исследования Ставро-гина А.Н., Куксенко B.C., Мансурова В.А., Лодуса Е.В., Ягодкина Г.И., Кун-тыша М.Ф, Мохначева М.П, Томашевской И.С., Байдюк Б.В., Бузера Г.Д., Сер-денгекти И.С., Тарасова Б.Г.

Наибольшую трудность вызывает разработка удароопасных и выбросо-опасных месторождений в сложных горно- и гидр о-геологических условиях и на больших глубинах.

Актуальность диссертационной работы связана с отсутствием теоретических основ надежного прогнозирования процессов деформирования и разрушения горных выработок и массивов горных пород при интенсивной подземной добыче полезных ископаемых в сложных горно- и гидро-геологических условиях. Исследования механических и коллекгорских свойств пород в лабораторных условиях позволяют установить общие закономерности процессов деформирования и разрушения насыщенных горных пород.

Основные задачи исследования: исследовать закономерности перехода насыщенных газом и жидкостью горных пород в предельное состояние при широкой вариации условий нагру-жения;

- исследовать закономерности изменения коллекторских свойств горных пород (сжимаемость, проницаемость) от вида напряженного состояния, порово-го давления, степени насыщения жидкими флюидами;

Научные положения, выносимые на защиту:

1. Предельное и неупругое состояние насыщенных горных пород необходимо определять по условиям прочности и упругости, а также закономерностям их изменения, учитывая вид напряженного состояния, формы связи и виды влаги, величину порового давления и скорость деформирования.

Научная новизна:

- установлены зависимости перехода в предельное состояние горных пород при широкой вариации видов напряженного состояния, скорости деформирования и фазово-физического состоянии пород;

Достоверность и обоснованность научных положений, выводов и рекомендаций обеспечена:

- большим объемом экспериментальных исследований различных литологических типов горных пород и угля из основных месторождений полезных ископаемых (около 11 ООО образцов, 22 литологические разновидности пород);

- диапазоном скоростей деформирования (9 десятичных порядков) от 101 до 10~8 с"1, охватывающих скорости ползучести и горные удары;

Личный вклад автора заключается: в выборе и обосновании направлений исследований, организации, планировании и обобщении результатов эксперимента, разработке методик и аппаратуры, установлении экспериментальных зависимостей изменения механических и коллекторских свойств горных пород с учетом форм и видов влаги в них при вариации условий нагружения, способствующих повышению надежности и достоверности разработки практических рекомендаций при решении задач горной геомеханики, при проектировании и ведении горных работ в широком диапазоне условий нагружения. Все разработки осуществлялись под непосредственным руководством и при участии соискателя.

Практическая значимость:

- разработан каталог механических свойств горных пород и методические указания по их определению;

Реализация результатов работы. Основанием для выполнения работы являлись: научно-технические программы Министрерства топлива и энергетики РФ, Минобрнауки РФ, НТП проект "Углеметан". Результаты исследований вошли составной частью в:

- Методические указания по определению фильтрационных свойств углей и горных пород. Л., 1985 г.;

- Методические указания «Геодинамическое районирование недр». Л., 1990г.

- Рекомендации по ведению горных работ под водными объектами. Министерство топлива и энергетики РФ, СПб. 1999 г.

Заключение Диссертация по теме "Геомеханика, разрушение пород взрывом, рудничная аэрогазодинамика и горная теплофизика", Карманский, Александр Тимофеевич

Заключение

В диссертационной работе на основании анализа, теоретических обобщений и результатов выполненных экспериментальных исследований, представлены научно обоснованные теоретические положения природы прочности и временной изменчивости прочностных, упругих и физических параметров горных пород во взаимосвязи с интенсивностью изменения напряженного состояния, скоростью деформирования и насыщенностью пород влагой и газом. Их внедрение вносит значительный вклад в повышение надежности прогнозирования процессов деформирования и разрушения массивов горных пород при подземной добыче полезных ископаемых в сложных горно-геологических условиях, характеризующихся повышенной насыщенностью пород газами и водой. >

Основные научные и практические результаты работы, выводы и рекомендации, полученные лично автором, состоят в следующем:

1. Анализ современных геодинамических процессов показал, что, несмотря на большое количество проведенных ранее исследований, остается слабо изученным влияние различных факторов (скорости деформирования, интенсивности изменения напряженного состояния, влагонасыщенности) на формирование изменения свойств пород при испытаниях. Исследования проводились по разным методикам, что не позволяет провести обобщение имеющихся экспериментальных данных. Результаты экспериментальных исследований получены при узком диапазоне скоростей деформирования и видах напряженного состояния. Вопросу выяснения физической природы снижения прочности пород при влагонасыщении посвящено незначительное количество работ и, в основном, эти работы касаются только глинистых пород. Для полного учета фактора времени в технических расчетах необходимо иметь данные о поведении горных пород в широком диапазоне скоростей деформирования и условий нагружения.

2. Разработана аппаратурно-техническая и научно-методическая основа для физического моделирования современных геодинамических процессов при подземной добыче полезных ископаемых, разработке месторождений нефти и газа. Разработаны методики изучения прочностных, деформационных и физических параметров образцов горных пород при изменении интенсивности напряженного состояния, порового давления, скорости деформирования и насыщенности их влагой или газом.

3. Установлено, что зависимости пределов прочности и упругости при какой-либо постоянном скорости деформирования и росте интенсивности напряженного состояния и насыщенности влагой аппроксимируются логарифмической функцией. Это даёт возможность использования результатов экспериментов для расчета изменения прочностных и деформационных свойств пород при подземной добыче полезных ископаемых в процессе изменения напряженно-деформированного состояния массива пород.

3. Установлено условие предельных состояний горных пород в зависимости от форм связи влаги с породой, величины порового давления и интенсивности напряженного состояния Поровое давление, приводит к менее устойчивому напряженному состоянию. Характер снижения прочности от от порового давления не зависит от вида флюида, которым создается поровое давление. Благодаря своей простоте сфера применимости условия предельного состояния достаточна широка. Значения коэффициентов, входящих в условие предельного состояния могут быть получены в результате немногочисленных и несложных лабораторных исследований.

4. Экспериментально получено общее условие изменения коэффициента проницаемости по газу в зависимости от форм и видов связи влаги в породах и интенсивности напряженного состояния. 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.

6. Установлены общие условия предельных состояний при вариации скорости деформирования в пределах девяти десятичных порядков, учитывающие влияние влагонасыщенности, интенсивность напряженного состояния, поровое давление. Зависимости пределов прочности и пределов упругости аналитически описывается кинетическим уравнением.

7. Лабораторное моделирование снижения пластового давления, сопровождающего разработку месторождений нефти и газа, позволило выявить ряд характерных особенностей деформирования пород. Экспериментально установлено, что сжимаемость горных пород пропорциональна пористости, а с ростом приложенного напряжения убывает по экспоненциальной зависимости. Породы с трещинной структурой порового пространства наиболее чувствительны к изменению напряженного состояния. Сжимаемость пустых трещин нормально их плоскости может достигать сжимаемости газов.

8. На основании экспериментальных данных показано, что коэффициент сцепления является функцией влажности и скорости деформирования, угол внутреннего трения зависит только от скорости деформирования. Установление временной зависимости коэффициента сцепления и угла внутреннего трения для широкого круга горных пород позволит составить временные зависимости напряженного состояния массива при проведении выработок.

9. Установлено, что эффект снижения прочности зависит от диэлектрической проницаемости насыщающей жидкости, количества связанной воды в породе, т.е. толщины двойного слоя. Максимум прочности соответствует образцам в сухом состоянии, а минимум - при насыщении влагой, соответствующей максимальной молекулярной влагоемкости, т.е. при полном развитии двойного слоя. Дальнейшее увлажнение приводит к появлению свободной воды в породе, влияние которой проявляется в ее способности растворять породу и передавать гидродинамическое давление.

10. Статистическая модель неоднородного деформируемого тела распространена на случай увлажненных горных пород. Показано, что в связи с эффектом адсорбционного понижения прочности при увлажнении число микроплощадок сдвига, участвующих в процессе деформирования с ростом влажности возрастает. Усовершенствована обобщенная кривая остаточной деформации, которая учитывает влияние влажности и скорости деформирования на модуль пластичности и предельную остаточную деформацию па единичной плоскости.

11. На основании полученных экспериментальных данных разработан метод определения механических характеристик горных пород в массиве, основанный на установлении корреляционной связи между характеристиками пород, полученными при лабораторных и натурных исследованиях; разработана методика прогноза пластового давления по керну, учитывающая глубину залегания керна и напряженное состояние пород на этой глубине; проведено сопоставление расчетного значения коэффициента проницаемости по лабораторным исследованиям с шахтными наблюдениями свидетельствующее о возможности практического использования результатов лабораторных исследований при решении задач дегазации и в расчетах газодинамических параметров призабойной зоне пласта, в частности, при определении комплексного критерия безопасности.

Библиография Диссертация по наукам о земле, доктора технических наук, Карманский, Александр Тимофеевич, Санкт-Петербург

1. Аникеев К.А. Аномально высокие пластовые давления в нефтяных и газовых месторождениях. JL, Недра, 1964, 168 с.

2. Авчян Г.М., Матвиенко A.A., Стефанкевич З.Б. Петрофизика осадочных пород в глубинных условиях. М.: Недра. 1975. 224с.

3. Аминск Дж., Басс Д. Уайтниг Р. Физика нефтяного пласта. Гостопиздат, 1962 г.

4. Андрианов П.И. Связанная вода почв и грунтов. Тр. инта Мерзлотоведения им. В.А. Обручева. Изд. АН СССР, т.З, М-Л., 1946, с

5. Андранович В.А., Иванов Г.А., Карманский А.Т. Влияние влажности на прочностные свойства горных пород. //Информационная серия 1 "Горючие сланцы", ЭстНИИНТИ, N 3,1981, с. 1-7.

6. Бакиев М.Х., Томашевская КС, Воларович М.П., Бакиев Мелис X. Физические свойства горных пород Ташкентского региона при высоких давлениях и температурах. Ташкент: ФАН. 1983. - 188с.

7. Баклашов И.В. Деформирование и разрушение породных массивов. М.: Недра. 1988.-271с.

8. Балбачян М.Я., Пархоменко Э.И. Электретный эффект при разрушении горных пород // Известия АН СССР, серия Физика Земли. 1983. №8. -С. 104-108.

9. Бартенев Г.М. Временная и температурная зависимость прочности твердых тел. Изв. АН СССР, ОТН, 9, 53, 1955 г., с 23 29

10. Ю.Бартенев Г.М., Зуев Ю.С. Прочность и разрушение высокопластичных материалов. M-JI., "Наука", 1964 г., с. 36

11. Басинский Ю.М. Давление на крепь горизонтальных капитальных выработок у границ надрабатывающих очистных работ. ВНИМИ, сб. 79, 1970 г. 33-39.

12. Бессонов М.И. Механическое разрушение твердых полимеров. УФН, т. 33, вып. 1, 1964 г., с. 33-41

13. Бриджмен П. Исследование больших пластических деформаций и разрыва. М., 1955.350 с 432

14. Бублик Ф.П. Методическое пособие по определению основных параметров систем разработки с гидромеханизацией в условиях пологих пластов. Л., 1967г. 29.

15. Бузер Г.Д., Хиллер К.Х., Серденгекти И.С. Влияние поровой жидкости на деформационное поведение горных пород при трехосном напряженном со-стоянии.-Сб. Механика горных пород, Недра, М., 1966, с. 372-406.

16. Буряковский JI.A., Джеваншир Р.Д. О зависимости пористости глин от геологического возраста и литологии терригенного комплекса. //Изв. вузов. Нефть и газ, 1975, N 10, с. 7-12.

17. Валов A.A., Синицын Ю.И., Филиппов Е.В., Карманский А.Т. Комплекс "ПОРОДА" для проведения геомеханических испытаний. //ЦНТИ, Л., 1989г. с. 8.

18. Ван-Бюрен. Дефекты в кристаллах. М., изд. И.Л., 1962 г., с. 230.

19. Васючков Ю.Ф. Дегазация угольного пласта с использованием физико-механической обработки. // «Техника безопасности, охрана труда и горноспасательное дело». М.,1976 г. 3-10.

20. Васючков Ю.Ф. Исследования пористости, проницаемости и газоотдачи углей в процессе их насыщения водой и растворами кислоты. //ФТПРПИ, 1985, 1, с.91-99.

21. Вествуд А., Голхейм Д., Пье Э. Роль двойного слоя при охрупчивании хлористого серебра комплексными ионами. //Сб. "Чувствительность механических свойств к действию среды". Изд. «Мир», М., 1969 г.

22. Вествуд А. Влияние среды на процессы разрушения твердых тел. //Сб." Разрушение твердых тел", М., 1967 г.

23. Виноградов С.Д., Мирзоев К.И., Саломов Н.Г. Временные последовательности упругих импульсов в процессе разрушения образцов под действием постоянной нагрузки // Известия АН СССР, серия Физика Земли. 1974. №7 С.25-31.

24. Винокурова Е.Б., Кецлах А.И. Влияние газовой среды на механические свойства углей при одноосном растяжении. //«Горный журнал»', 10, 1977 г., с. 9-13.

25. Воларович М.П., Балашов Д.В., Павлоградский В.А. Исследование ежилмаемости изверженных горных пород при давлениях до 5000 кг/см //Изв. АН СССР, серия геофиз., 1959, N 5.

26. Воларович М.П., Багок Е.И., Левыкин А.И., Томашевская И.С. Физико-механические свойства горных пород и минералов при высоких давлениях. М., изд. "Наука", 1974, с. 33.

27. Волков С.А. Статистическая теория прочности. Машгиз, Свердловск, 1960 г. с.81.

28. Воронов Н.И. Основы физики горных пород. Вып.1, М., 1965.

29. Временные указания по определению конструктивных элементов систем разработки с управлением кровлей целиками на сланцевых шахтах прибалтийского бассейна. JL, ВНИМИ, 1972 г. с. 28.

30. Герсеванов Н.М., Полынин Д.Е. Теоретические основы механики грунтов. М., Стройиздат, 1948 г. с. 235.

31. Гиматудинов Ш.Х. Физика нефтяного пласта. Гостоптехиздат, 1983 г., с. 275.

32. Гмошинский В.Г. Горное давление на пологий угольный пласт в окрестностях выработки. "Уголь", 1957 г., с 6 12.

33. Горибэ Томио, Кобаям Редзи, Мурами Токаси, Окумура Хиехино. Исследование зависимостей между динамическими модулями упругости, прочностью на сжатие и влажностью углистых пород. // J. Tohoku Mining Soc., 1965 г., 12, 1, p. 6-11.

34. ГОСТ 21153.8-88 «Породы горные. Метод определения предела прочности при объемном сжатии».

35. ГОСТ 2409-67. «Материалы и изделия огнеупорные. Метод определения открытой и общей пористости».

36. ГОСТ 26250.0-85. «Породы горные. Общие требования к отбору и подготовке проб для определения коллекторских свойств».

37. ГОСТ 26250.1-85 «Породы горные. Метод определения коэффициента открытой пористости жидкостенасыщением»

38. ГОСТ 26450.2-85 «Породы горные. Метод определения коэффициента абсолютной газопроницаемости при стационарной и нестационарной фильтрации».

39. Григорьев О.Н., Козьмин З.П., Маркович A.B., Фридрихсберг Д.А. Электрокинетические свойства электрокапиллярных систем. JI., 1956, с. 176.

40. Гуревич А.Е. Практическое руководство по изучению движения подземных вод при поисках полезных ископаемых. JI., Недра, 1980, 216 с. 134.

41. Денисов Н.Я. О природе деформаций глинистых пород. Изд. Мин. речного флота СССР, М., 1951 г. с 167.

42. Дерягин Б.В., Мецик М.С. Роль электрических сил в процессе расщепления слюды по спайности. Ф.Т.Т., т.1, вып.10, 1959г.

43. Дерягин Б.В. Свойства тонких слоев жидкостей и их роль в дисперсных системах. М., 1937 г.

44. Джегер Ч. Механика горных пород и инженерные сооружения. М.," Мир", 1975 г., с. 255.

45. Добрынин В.М. Деформации и изменение физических свойств коллекторов нефти и газа, М., Наука, 1970 г., с.239.

46. Докукин A.B., Чирков С.Е., Норель Б.К. Моделирование предельнонапря-женного состояния угольного пласта. М., Наука, 1981.

47. Дудля H.A., Пащенко A.B., Пащенко A.A. Разрушение горных пород при внешнем давлении // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. 1998.№1-2. -С.21-24

48. Егер Дж.К. Упругость, прочность и текучесть. М., Машгиз, 1961 121 8.

49. Ершов JI.B., Либерман Л.К., Нейман И.Б. Механика горных пород. М.: Недра. 1987, 192 с.

50. Иванов Б.М., Фейт Г.Н., Яновская М.Ф. Механические и физико-химические свойства углей выбросоопасных пластов. М., Наука, 1979 г, 258 с.

51. Иоффе А.Ф. Физика кристаллов. Л., 1929 г.

52. Канин В.А. Роль пористо-трещиноватой структуры угля в создании выбросоопасных ситуаций и механизма внезапных выбросов угля и газа. //Уголь, 10, с. 19-22.

53. Карманский А.Т. К вопросу о физической природе снижения прочности горных пород при их увлажнении. //Материалы 1Y Всесоюзного совещания, Тбилиси, 1974 г., с 257-259.

54. 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 34-39.

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

56. Карманский А.Т., Деркач Н.Д. Исследования условий разрушения горных пород на установке "Геоэнергия". //Сб. трудов семинара "Физика и механика разрушения горных пород применительно к прогнозу динамических явлений", С.-Петербург, 1995г.,с.54-59.

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

58. Карманский А.Т., Юрель Г.Н. Влияние вида напряженного состояния на фильтрационные свойства углей. // Материалы VII Всесоюзного совещания. Ереван, 1985 г., с. 73-74.

59. Карманский А.Т., Ставрогин А.Н. Фильтрационные свойства и сжимаемость углей. // Материалы VII Всесоюзного совещания, Ереван, 1985г., с. 102-103.

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

61. Карманский А.Т., Сидоров B.C. Расчет напряжений в горном массиве по результатам геодинамического районирования. //Методические указания "Геодинамическое районирование недр". JL, 1990г., с 77-82.

62. Карманский А.Т. Изучение гидро- и газодинамики углей. //"УГОЛЬ", 1994 г. N 7, с. 45—46.

63. Карманский А.Т., Ставрогин А.Н. Влияние влажности, вида напряженного состояния и скорости нагружения на физико-механические свойства горных пород. //ФТПРПИ, N 4, 1992, с. 3-10.

64. Карманский А.Т. Карташов Ю.М., Матвеев Б.В. Работы ВНИМИ в области исследования физико-механических свойств горных пород. / // Сб. "Горная геомеханика и маркшейдерия" С.-Петербург, 1995г., с 74-79.

65. Карташов Ю.М., Земисев В.Н., Ильинов М.Д., Карманский А.Т., Козлов В.А. Исследование проницаемости горных пород при их деформировании. Сб. "Горная геомеханика и маркшейдерское дело", С-Петербург, 1999 г., с. 65-70.

66. Карманский А.Т., Карташов Ю.М., Лодус Е.В., Моделирование природных процессов в лабораторных условиях на образцах горных пород. //Сб. трудов Международной конференции 17-21 июня, 1996 г., Санкт-Петербург, с.20-25.

67. Карманский А.Т., Хлопотов Р.Г К вопросу оценки напряженного состояния массива горных пород по скорости распространения упругих волн. //Сб. научных трудов "Горная геомеханика и маркшейдерское дело", С.Петербург, 1999 г.,с. 53-58.

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

69. 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.

70. Карманский А.Т. Механические свойства 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. 244.

71. Карманский А.Т. Исследование механизма десорбции метана при насыщении угля диоксидом углерода. // Записки горного института т. 183, СПГГИ, 2009 г., с. 285-288;

72. Карманский А.Т. Коллекторские свойства горных пород при изменении вида напряженного состояния. // Записки горного института т. 183, СПГГИ, 2009 г., с. 289-292;

73. Карманский А.Т. Закономерности изменения прочностных свойств пород при сложном напряженном состоянии, разных уровнях влажности и поро-вого давления. // Записки горного института т. 183, СПГГИ, 2009г., с. 293296.

74. Карташов Ю.М. Методические указания по ускоренным лабораторным испытаниям слабых горных пород на длительную прочность. ВНИМИ, л., 1966 г. с. 94.

75. Каталог механических свойств горных пород. Л., 1972 г.

76. Ким И. Исследование электрических эффектов, возникающих при пластической деформации каменной соли. Диссерт., МГУ, 1966 125 с.

77. Кнутсон Ц.Ф., Бохор Б.Ф. Поведение пористых пород при всестороннем давлении. //Сб. "Механика горных пород", М., 'Недра', 1966 г., с.407-419.

78. Койфман М.И. Прочность и твердость горных пород //Свойства горных пород при разных видах и режимах нагружения. М. Недра, 1983 г. с. 4 8.

79. Койфман М.И. Инверсия водно-физических изменений прочности пород и углей в динамических условиях разрушения. //Теория и практика разрушения углей и горных пород. //М., изд. ИГД им. A.A. Скочинского , 1978, с.23-24.

80. Куксенко B.C., Мансуров В.А., Ли P.C. Дилатансия и энерговыделение при мягком и жестком нагружении образцов гранита.//Физика Земли. 1988 г., №4, с.24-32.

81. Кулинич B.C., Шевелев Г.А., Лозовский В.Ф. Определение прочностных свойств газонасыщенных образцов горных пород. «Уголь Украины», № 8, 1977г. с 33 36

82. Курленя М.В., Вострецов А.Г., Кулаков Г.И., Яковицкая Г.Е. О прогнозе разрушения горных пород на основе регистрации импульсов электромагнитного излучения // Физико-технические проблемы разработки полезныхископаемых. 2001. №3. с.41-52.

83. Курленя М.В., Вострецов А.Г., Кулаков Г.И., Яковицкая Г.Е. О структуре сигналов электромагнитного излучения и связанных с ними актах разрушения образцов горных пород // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2000. №1.-С.5-37.

84. Ларионов А.К., Алексеев В.М., Липсон Г.А. Влажность грунтов и современные методы ее определения. М., Госгсолиздат, 1962г. 133.

85. Лихтман В.И., Щукин Е.Д., Ребиндер П.А. //Физико-химическая механика металлов. Изд. АН СССР, 1962 г.

86. Лодус В. В. Влияние скорости деформирования и видов напряженного состояния на запредельные характеристики удароопасных и выбросоопасных горных пород // Региональные меры предотвращения горных ударов. Л., 1983. С. 35—39.

87. Лодус Е.В. Структурно- механические исследования соляных пород. ЦНИЭИуголь, 1978г. 2. 51

88. Люстих E.H. Условия подобия при моделировании тектонических процессов // ДАН СССР. 1949. Т.64. №5. С.661-664.

89. Малышев М. В. Влияние среднего главного напряжения на прочность грунта и о поверхностях скольжения // Основания, фундаменты и механика грунтов. М., 1963, № 1. С. 28—37.

90. Мансуров В.А., Тилегенов К. Т. Особенности акустической эмиссии при хрупком разрушении горных пород. //Экспериментальные и численные методы в физике очага землетрясения. М., Наука, 1989, с. 186-191.

91. Марморштейн Л.М. Коллекторские и экранирующие свойства осадочных горных пород при различных термодинамических условиях. Л., Недра, Ленинградское отделение, 1975 г., 276 с.

92. Марморштейн Л.М. Петрофизические свойства осадочных пород при высоких давлениях и температурах. М., Недра, 1985 г., 190 с.

93. Микаелян А.О. Некоторые особенности влияния внутрипорового давления на скорости упругих волн и электросопротивление известняков в условиях гидростатического сжатия: // Материалы международной конференции

94. Механизм и физические процессы в структуре и веществе литосферы». -Потсдам: АН СССР. 1977. с.56-64.

95. Микаэлян А.О., Стаховская З.И., Жуков B.C., Леонов А.Е. Сравнительный анализ макроразрушения в гидродинамически открытой и закрытой системах // Известия АН СССР, серия Физика Земли. 1986. №7. с. 101-104.

96. Моисеенко У.И., Истомин В.Е., Алиева М.А. Влияние температуры и давления на некоторые физические свойства горных пород. Физико-механические свойства горных пород верхней части земной коры. М: Наука. 1968. - С. 148-152.

97. Мохначев М.П., Присташ В.В., Соломина И.А. Методика определения и прогнозирования прочности и деформируемости горных пород при различных скоростяхприложения нагрузок. //М., изд. ИГД им. A.A. Скочин-ского , 1982.

98. Мохначев М.П., Присташ В.В. Динамическая прочность горных пород. М., Наука, 1983.

99. Мохначев М.П. Влияние скорости нагружения на свойства горных пород. //Свойства горных пород при разных видах и режимах нагружения. М. Недра, 1983 г. с. 108 1378.10.

100. Мячкин В.И., Воевода О.Д. Исследование процессов разрушения и скольжения по готовым разломам. // Физика очага землетрясений. / Под редакцией академика М.А.Садовского. М: Наука. 1975. - с.119-122.

101. Надаи А. Пластичность и разрушение твердых тел. Т.2,М., «'Мир», 1963. 565 с.

102. Назаров А.Г. О механическом подобии твердых деформируемых тел (к теории моделирования). Ереван: АН Армянской ССР. 1965. 218с.

103. Налджан В.В., Гуменюк Г.Н., Адеянов В.А. 12.

104. Недарейшвили A.B. О влиянии влажности угольных пластов на газовыделение. Уголь, 5, 1958, с. 17-21.

105. Николин И. Физическая природа уменьшения прочности горных пород. Научн. тр. вып.35, Магнитогорск, 1965 г.

106. Ножкин H.B. Заблаговременная дегазация угольных месторождений. М., Недра, 1979 г. с.

107. Ножкин Н.В. Некоторые способы изменения газопроницаемости уголыного пласта. //Сб. "Вопросы теории дегазации угольных пластов". М., 1963г. 13-18.112. Онищенко Ю.А. 21.

108. Осипов В.И., Сергеев Е.М. Кристаллохимия глинистых минералов и их свойства. //Сб."Инженерно-геологические свойситва глинистых пород и процессы в них". Вып.1, МГУ, М., 1972 г., с.20 23.

109. ОСТ 39-161-83 «Нефть. Метод лабораторного определения абсолютной проницаемости коллекторов нефти и газа и вмещающих их пород»

110. Паздников Н.В., Абрамов Н.Л. Определение коэффициента упрочнения образцов магнетита и мрамора при динамическом растяжении. Тр. ИГД, вып.42, Свердловск, 1973 г.

111. Панин Г.Е., Быков И.Ю. К зависимости проницаемости и устойчивости горных пород от давления фильтрующейся жидкости.//Физические процессы горного производства. Межвузовский сборник, 3, Л., 1976 г.

112. Панов Г.Е., Суслов В.В. Паспортизация горных пород Карагандинского бассейна в связи с возможностью направленного изменения их свойств гидродинамическим воздействием. Фонды Карагандинского политехнического института, 1967г. 86. с.

113. Панов Е. Предварительное увлажнение массивов на угольных шахтах и карьерах. Изд. "Недра", м., 1970 г. 57 с.

114. Пархоменко Э.И., Мартышев Ю.Н. Явления электризации и свечения минералов в процессе деформации и разрушения. //Физика очага землетрясения. Под редакцией М.А. Садовского. М., Наука. 1975, с.151-159.

115. Пархоменко Э.И. Явления электризации в горных породах. Изд. "Наука", М., 1968 г. 241 с.

116. Патент РФ No 1260763, Способ определения пористости материала //Карманский А.Т., Авксентьева В.Ф.-Опубл. в БИ No , 1986. 93 30.

117. Певзнер Е.Д., Ставрогин А.Н. "Испытательный пресс", A.C. 329439 от 16 марта 1970 г.

118. Певзнер Е.Д. Исследование влияния скорости деформирования на прочность горных пород. Автореферат, М., 1973 г. 19 с.

119. Петухов И.М., Акинынин Б.Т., Мольский Е.В. К объяснению физической природы удароопасности буроугольных пластов. ФТПРПИ, 3, 1972г.

120. Пирсон С.Д. Учение о нефтяном пласте. М. Госгортехиздат, 1961 г. 187 е.

121. Пономарев A.B. Электрические явления при деформации и разрушении горных пород // Прогноз землетрясений №4. Москва-Душанбе: 1983. -с.244-256.

122. Приклонский В.А. Грунтоведение, ч. 1, М., 1955г.

123. Проскуряков В.М., Шабаров А.Н., Фрид В.И. Формирование электромагнитного излучения угольного пласта // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 1992. №2. с.40-48.

124. Проскуряков Н.М., P.C. Пермяков, А.К. Черняков. Физико-механические свойства соляных пород. Д.,"Недра", 1973 г., с. 367.

125. Протодьяконов. Механические свойства горных пород. //Сб. статей ИГД АН СССР, М., 1959.

126. Протодьяконов. Свойства горных пород и методы их определения. М., "Недра", 1969, с. 328.

127. Разрушение, т.2. / Под редакцией Г. Либовиц. М: Мир. 1975. - 320с.

128. Рачинский М.З. Консолидационные процессы в глинистых образованиях, их роль, место и значение в нефтегазонакоплении и формированиигидродинамического режима глубоких недр. Геология и геохимия горючихископаемых, 1983, вып. 59, с. 21-31.

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

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

131. Ребиндер П.А., Шрейнер JI.A., Жигач К.Ф. Понизители твердости в бурении. АН СССР, 1944.57 с.

132. Ребиндер П.А. Исследования в области прикладной физикохимии поверхностных явлений. Tp.Vl съезда русских физиков. М., 1928 г., Изв. ОМЕН АН СССР, сер. хим., 5, 639, 1936г.

133. Регель В.Н., Санфирова Т.П. Сопоставление долговечностей полимеров при испытаниях в вакууме и на воздухе. Механика полимеров, 1969 г., с. 250-256.

134. Регель В.Р., Слуцкер А.И., Томашевский Э.Е. Кинетическая природа прочности твердых тел. М.,"Наука", 1974, 600 с.

135. Рельтов Б.Ф.,. Ермолаева А.Н. О природе влияния увлажнения солевыми растворами связных грунтов на их уплотняемость (на примере лессовидных суглинков). Изв. ВНИИ Гидротехники им. Б.Е. Веденева, т.106, 1974 г. 250-256.

136. Ржевский В.В., Новик Г.Я. Основы физики горных пород. М.,"Недра", 1967, 110 с.

137. Рыжов А.Е. Фильтрационно-ёмкостные свойства низкопроницаемых пород и их изменение в процессе разработки залежи. Проблемы газоносности СССР. М.: ВНИИ ГАЗ. 1990. - с.52-59.

138. Рыжов А.Е., Савченко Н.В. Исследование аномальных явлений при фильтрации газа в низкопроницаемых коллекторах. Актуальные проблемы состояния и развития газового комплекса России. М.: ГАНГ. 1994. 111с.

139. Садовский М.А., Болховитинов Л.Г., Писаренко В.Ф. О свойствах дискретности горных пород // Известия АН СССР, серия Физика Земли. 1982. №12. с.3-18.

140. Светланов Ю.В., Вологодский В.А., Поморцев В.А. Влияние газопроницаемости на эффективность дегазации. //Сб. "Материалы Всесоюзного совещания по дегазации угольных пластов на шахтах СССР" М., 1966,с. 143-147

141. Сергеев Е.М. Грунтоведение. МГУ, 1971. 595 с.

142. Соболев Г.А., Богаевский В.Н., Лементуева Р.Н., Мигунов Н.И., Хромов A.A. Изучение механоэлектрических явлений в сейсмоактивном районе. Физика очага землетрясений. / Под редакцией академика М.А.Садовского. М.: Наука. 1975. - с. 184 - 222

143. Способ упрочнения массива горных пород. Патент № 2371544, выдан 27 октября 2009 г. //Гончаров Е.В., Карманский А.Т., Таюрский A.A., Гончаров Н.Е., Лодус Е.В., Аликин A.B.

144. Соболев Г.А., Демин В.М. Механоэлектрические явления в Земле. М.: Наука. 1980. 216 с.

145. Соболев Г.А., Пономарев A.B. Физика землетрясений и предвестники. -М.: Наука. 2003. -270 с.

146. Соболев Г.А., Тюпкин Ю.С. Анализ процесса выделения энергии при формировании магистрального разрыва в лабораторных исследованиях по разрушению горных пород и перед сильными землетрясениями // Физика Земли. 2000. №2. С.44-55.

147. Сохранский В.Б. Исследование экранирующей способности и структуры порового пространства горных пород при создании подземных газонефтехранилищ шахтного типа. Автореферат диссертации на соискание ученой степени к. т. н., М., МГРИ, 1971 г., 20 с.

148. СпивакА.И., Попов А. М. Разрушение горных пород при бурении скважин. М„ 1986. 190 с.

149. Справочник физических констант горных пород. М., Мир, 1969.

150. Ставрогин А.Н., Лодус Е.В. Влияние размера структурного элемента на прочность и деформацию горных пород. //Материалы V Всесоюзного совещания по физическим свойствам горных пород при высоких-термодинамических параметрах. Баку, 1977, с. 17-18.

151. Ставрогин А.Н., Певзнер Е.Д. Механические свойства горных пород при объемных напряженных состояниях и разных скоростях деформирования. //ФТПРПИ, 5, 1974 г., с. 110.

152. Ставрогин А. Н. Об условиях предельных состояний горных пород // Тезисы докладов II совещания по физическим свойствам горных пород при высоких давлениях. М., 1966. с. 118.

153. Ставрогин А.Н. Исследования предельных состояний и деформаций горных пород. АН СССР, Физика Земли, 1969 г., № 12, с. 54-69.

154. Ставрогин А.Н. О влиянии деформации на проницаемость горных пород. Сб. "Физико механические свойства горных пород верхней части земной коры", М., "Наука", 1968, с. 123-125.

155. Ставрогин А.Н. Статистическая природа прочности и деформаций горных пород. //Сб."Физические свойства горных пород при высоких давлениях и температурах". Материалы IV Всесоюзного совещания, Тбилиси, 1974 г. с 58.

156. Ставрогин А.Н., Георгиевский B.C. Деформация и проницаемость горных пород при сложных напряженных состояниях. //Сб. «Давление и механические напряжения в развитии состава, структуры и рельефа литосферы». Л., 1969 г., с. 208-211.

157. Ставрогин А.Н., Карманский А.Т. Влияние жидкой фазы на механическое состояние горных пород. //Материалы Y Всесоюзного совещания, Баку, 1978, с.123-125.

158. Ставрогин А.Н., Карманский А.Т. Деформация и прочность горных пород при различной влажности в условиях сложного напряженного состояния. //Материалы 3 Всесоюзного совещания, Киев, 1971 г., с. 201-203.

159. Ставрогин А.Н., Карманский А.Т. Методика и результаты исследований механических свойств горных пород при разной влажности в условиях сложных напряженных состояний. //Сб. Горное давление и горные удары, Л., ВНИМИ, N 82, 1971 г., с.10-13

160. Ставрогин А.Н., Карманский А.Т. О влиянии структуры на механическое поведение горных пород. «Процессы разрушения горных пород и пути ускорения бурения скважин». //Сб. докладов 2 Всесоюзной научно-технической конференции, Уфа, 1978, с. 17-20.

161. Ставрогин А.Н., Лодус Е.В., Георгиевский B.C. Каталог длительных испытаний горных пород в условиях одноосного сжатия. Изд. ВНИМИ, Л., 1973 г. 61 с.

162. Ставрогин А.Н., Лодус Е.В. Влияние размера структурного элемента на прочность и деформацию горных пород. //Материалы V Всесоюзного совещания по физическим свойствам горных пород при высоких термодинамических параметрах, Баку, 1977, с. 50.

163. Ставрогин А.Н., Михеев Г.В. Гидравлический аккумулятор давления, A.C. 215236, 1966 г.

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

165. Ставрогин А.Н., Певзнер Е.Д. Методы и результаты исследований свойств горных пород при изменении скорости деформирования и видов напряженного состояния. //Тр. ВНИМИ, Л., сб. 35, 1972 г. с. 48-52.

166. Ставрогин А.Н., Певзнер Е.Д. Механические свойства горных пород при объемных напряженных состояниях и разных скоростях деформирования. //ФТПРПИ, 5, 1974, с. 12-15.

167. Ставрогин А.Н., Протосеня. А.Г. Пластичность горных пород. М., «Недра», 1983 г., с. 301.

168. Ставрогин А.Н., Тарасов Б.Г. Методические указания по испытанию горных пород на жестких прессах. 22 с.

169. Ставрогин А.Н., Тарасов Б.Г. Экспериментальная физика и механика горных пород. Санкт-Петербург: Наука. 2001. 343 с.

170. Ставрогин А.Н.,. Протосеня А.Г . Прочность горных пород и устойчивость выработок на больших глубинах. М.,"Недра", 1985, с. 325. 42.

171. Ставрогин А.Н. Статистические основы прочности и деформации горных пород при сложных напряженных состояниях. //ФТПРПИ, 4, 1974, с. 24-31

172. Стаховская 3. И., Микаелян А. О., Соболев Г. А. Влияние внутрипоро-вого давления на скорости упругих волн в известняках при всестороннем и осевом сжатии // Известия АН СССР, серия Физика Земли. 1981. №2. С.90-93.

173. Таблицы физических величин. Справочник, М., Атомиздат, 1973 126 с.

174. Тарасов Б. Г. Влияние скорости нагружения и вида напряженного состояния на поведение горных пород в допредельной и запредельной областях //Разработка и обогащение твердых полезных ископаемых. М., 1982. С. 111—117.

175. Тарасов Б. Г. Изучение механизма остаточной деформации хрупких горных пород // Разработка и обогащение твердых полезных ископаемых. М„ 1981. с. 93—98.

176. Тарасов Б. Г. Энергоемкость процессов хрупкого разрушения горных пород. //Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Л. 1983. 333 с.

177. Телеснин Р.В. Молекулярная физика. М., Высшая школа, 1973, 390 с.

178. Товбинов З.М. Вязкость водных ратворов в капиллярных системах. //«Исследования в области поверхностных сил». М., "Наука", 1967, с. 15 -17

179. Турчанинов И.А., Медведев Р.В., Панов В.И. Современные методы комплексного определения физических свойств горных пород. Недра, 1967г.

180. Фиалко А.И., Кудин П.Н. Новая методика определения газопроницаемости горных пород при нестационарном режиме фильтрации. //Тезисы научно-технической конференции «Перспективыувеличения газовых ресурсов Украины», Харьков, РТП, 1969

181. Фиалко А.И., Кравченко Ю.В., Поляков И.И. Определение фильтрационных свойств коллекторов нефти и газа на больших глубинах. //Сб. «Геофизическая разведка нефтяных и газовых месторожденийУкраины», Киев, Техника, 1977.

182. Физико-химия газодинамических явлений в шахтах. М., Наука, 1973, 139 с.

183. Филатов Н. А., Беляков В. Д. Рекомендации по изучению моделей диск ретно-нарушенных сред методом фотомеханики. П., 1977. С. 48.

184. Фисенко Г.Л. Методические указания по использованию теории предельного равновесия для решения задач горного давления. //ВНИМИ. Л., 1974 г. 95 с.

185. Френкель Я.И. Введение в теорию металлов. Гостехтеорет. изд. М-Л, 1950г.

186. Фридрихсберг Д.А., Лин Гуан-Цан. Исследование поверхностной проводимости в зависимости от температуры состава раствора и его концентрации. Вестник ЛГУ, 1962 г.

187. Фридман Я. Б. Единая теория прочности материалов. М., 1943.126 с.

188. Хамидуллин Комплексные исследования предвестников разрушения образцов горных пород при высоких давлениях. //Диссертация, М., 1972 г. 146 с.

189. Ходот В.В., Яновская М.Ф. Премыслер Ю.С. и др. Физико-химия газодинамических явлений в шахтах. М., «Наука», 1973 г. 164

190. ЦиклисД. С. Техника физико-химических исследований при высоких и сверхвысоких давлениях. М., 1976. 290 с.

191. Чирков С. Е. Прочность горных пород при трехосном неравнокомпо-нентном сжатии // ФТПРПИ. 1976. № 1. С. 10—21.

192. Чирков С. Е. Структурное несоответствие образца и массива. Масштабный фактор. //Свойства горных пород при разных видах и режимах нагруже-ния. М. Недра, 1983 г. с. 51 95.

193. Чирков С. Е., Норель Б.К., Мохначев М.П., Макаров Ю.С. Методика прогнозирования прочности углей. М., 1981,29 с

194. Чуков О.И. Влияние горно-геологических факторов на возникновение внезапных выбросов угля и газа в шахтах Донбасса. //Сб. «Рудничная аэродинамика и безопасность горных работ». «Наука», М., 1964 г., с. 95-104. 35

195. Шемякин Е. И. О паспорте прочности горных пород. Новосибирск, 1986, С. 3-12.

196. Шрейнер JI.A. Физические основы механики горных пород. Гостоп-техиздат, 1950 г. 170 с.

197. Щербань А.Н., Цырульников А.С. Газопроницаемость угольных пластов. //Изд. АН УССР, Киев, 1958, с 128.

198. Щукин Е.Д., Юшенко B.C. О связи избирательности адсорбционного понижения прочности под действием расплавов с межатомными, взаимодействиями. // Физ.-хим. механика материалов., 1966.

199. Griffith А.А. Trans. Rhilos. Roy. Soc. London, 221, A, 163, 1920

200. Bieniawski Z. T. Mechanism of brittle fracture of rocks. Parts I, П and Ш //J. RockMech. Min. Sci. 1967. Vol.4. P. 395-430.

201. Brady. B.T. A mechanical equation of state for britle rock. Pt. J. Int. J. Rock. Mech. and Mining. Sci. v. 7, 4, 1970.

202. Birsh F., Dow R.B. Compresibility of rock and glasses at high.

203. Dube. A.K. Effect of himidity on tensile Strength of Sandstone. Journal of mines, metals, fuels. Janery, 1972.

204. Durucan S., Daltaban T.S., Shi J.Q. "Numerical Modelling and Verification of Stress and Pore Pressure Dependent Dynamic Permiability behavior of coal seams around wellboress". Intergas 95, May 15-19, 1995, p. 413-421.

205. Eckel R. Microbit studies of the effect of fluid properties on hydraulics on drilling rate. Journal of petroleum technolodgy. April, 1967.

206. Fatt J. Davis D. Reduction in permeability with overburden pressire. Joirn. Petrol. Technol., 12, 1952 r.

207. Fatt J.The effect of overburden pressure on relativ permeaxmlmty. Journ. Petrol. Technol., 10, 1953 r.

208. Gunter J. Investigation of the Relationship between coal and gas contained in it. Revue Ind. Miner. 1965, Y.47, PP 693-700. neb tRANS. No. 5134.

209. H.I. Conrad. On the mechanism of yielding and flow in iron J. of the Iron and Steel Inst. August, 1965.

210. Herd H.C. Effect of changes in straine of the experimental deformation of Vule marble. J. Geologi, v.l 1,1963, p. 162-165.

211. Hudson J. A., Crouch S. L, Fairhurst C. Soft, Stiff and Servocontrolled Tes ting Machines: a Review with Reference to Rock Failure // Eng. Geol. 1972. Vol. 6. P. 155—189.

212. Marachi Dean, C.K. Chan and H.B. Seed. Evalution of propeties of rock file materials. J. Soil mech. and Found. Div. Proc. Amer. Soc. Civ. Eng., v. 98, 1, p. 95-114.

213. McBain J.W. The sorption of gases by solids. G. Routledge, London, 1932 132 p.

214. Paul K. Further developments of methods for predicting and preventing outbursts of gas. Gluckfiif and trans. 1981 VI17, No. 133,pp 334-337.

215. Puri R. and J.P. Seidle. "Measuremtnt of Stress-Depetment Permiability in Coal and its Influence on Coalbed Metane Prodaction"; In Situ, 1992, V. 16, No.3, p 183-202.

216. Rimmel F. and Jung R. Hydraulic frastiring stress measurements pear the Hohenzollern Graben - Structure, Sw-Germany.- Pure and Appl. Geophys., 113, p321-330, 1975.

217. Shard E. J. Amer. Soc. 44, 21, 1961, p.23-50.

218. Smith J. The dinamics of shale compaction and evolution of pore-fluid pressure. Mathematical Geology, 1971, v. 3, N3, p. 239-263.275 C

219. Somerton W., Soylemenzoglu I. and Dudley R. Effect of Stress of Permia-bility of Coal". Int. J. Rock Mech. Min. Sci. and Geomech. Abstr., 1975, V.2, No. 5, p. 129-145.

220. Stavrogin A.N. The strength and plastificity of rocks underhigh pressures to awide range of strain rates. "High Temp-High Pressuses". 1977, 9, 6, p. 701702.

221. Vutukuri V.S. The effect of liquids on the tensile strength. Int. J. of Mechanics and Mining Sci., vol. 11, 1, 1974, p. 10-15.

222. Petukhov I. M., Linkov A. M. The Theory of Post-failure Deformations and the Problem of Stability in Rock Mechanics I J. Rock Mech. Min. Sci. & Ge-omech.Abstr. 1979. Vol. 16. P. 79—87.

223. Peng S. S. Time-dependent Aspccts of Rock Behavior as Measured by a Ser-vocontrolled Hydraulic Testing Machine Ml. Rock Mech. Min. Sci. 1973. Vol. 10, N3. P. 235—246.

224. Lundberg B. A Split Hopkinson Bar Study of Energy Absorption in Dynamic Rock Fragmentation M J.Rosk Mech. Min. Sci. 1976. Vol.13, N6. P. 187— 197.

225. Linkov A. M. The Problem of Stability and Dynamic Phenomena in Mines // Soc. Rock Mechanics, P-1799. Lisboa Cedex, 1994. 132 p.

Информация о работе

Карманский, Александр Тимофеевич
доктора технических наук
Санкт-Петербург, 2010
ВАК 25.00.20

Диссертация

Экспериментальное обоснование прочности и разрушения насыщенных осадочных горных пород - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы