Разработка методов определения предельных и запредельных характеристик горных пород

Широколобов, Георгий Валентинович

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Разработка методов определения предельных и запредельных характеристик горных пород
ВАК РФ 25.00.20, Геомеханика, разрушение пород взрывом, рудничная аэрогазодинамика и горная теплофизика

Автореферат диссертации по теме "Разработка методов определения предельных и запредельных характеристик горных пород"

На правах рукописи

РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРЕДЕЛЬНЫХ И ЗАПРЕДЕЛЬНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ГОРНЫХ ПОРОД

Специальность — 25.00.20 " Геомеханика, разрушение горных пород, рудничная аэрогазодинамика и горная теплофизика"

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Кемерово — 2004

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Кузбасский государственный технический увд-верситет»

Научный руководитель — доктор технических наук, профессор

Егоров Петр Васильевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Мурашев Вячеслав Иванович

кандидат технических наук, ст. научный сотрудник

Поляков Александр Николаевич

Ведущая организация

Сибирский государственный индустриальный университет(СибГИУ)

Защита диссертации состоится "12" марта 2004 г. в 15 часов на заседании диссертационного совета Д212.102.02 Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Кузбасский государственный технический университет» по адресу: 650026, г. Кемерово, ул. Весенняя, 28.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Кузбасский государственный технический университет».

Автореферат разослан "//" февраля 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Хямяляйнен В. А.

2006-4 (936

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Дальнейшее развитие угольной промышленности России по увеличению добычи угля и ускорению темпов рост а производительности труда будет достигнуто за счет механизации и автоматизации производственных процессов, применения более совершенных способов ведения горных работ.

Разработка угольных месторождений характеризуется многообразизм сложных горно-геологических условий, которые совместно с условиями отработки угольных пластов формируют закономерности изменения напряженно-деформированного состояния пород массива. Выбор и обоснование рациональных, высокопроизводительных и безопасных способов разработки угольных пластов базируется на знании физических процессов, происходящих в массиве горных пород в процессе его разработки и применении эффективных методов управления его состоянием.

Состояние горных выработок при разработке месторождений полезных ш-копаемых обусловлено разнообразными механическими процессами, вызванными техногенньши нарушениями естественного квазиравновесного состояния поротного массива (расслоение пород, вывалы породы, горные удары и т.п.), в котором проводились выработки. Проявление этих процессов в выработках, в основном, связано с деформациями пород и крепи. Управление горным давлением, как правило, сводится к управлению механическими процессами, протекающими в нг-драх при разработке месторождений.

Современные расчеты смещений в окрестности выработки, давления на крепи х орных выработок, прочности целиков требуют знания как предельных так и запредельных характеристик горных пород. Однако в большинстве случаев запредельные характеристики не учитываются при расчетах, так как их определение требует использования сложного оборудования, а проведение испытаний — трудоемкий процесс.

С другой стороны, теоретические исследования и натурные наблюдения подтверждают определяющее влияние запредельных характеристик.

В связи с этим разработка наиболее простых, доступных для исследователя методов получения предельных и запредельных характеристик горных пород 'при объемном напряженном состоянии с использованием стандартного лабораторного оборудования является актуальной задачей.

Цель работы состоит в разработке и обосновании методов определения предельных и запредельных характеристик горных пород в условиях объемного напряженного состояния, позволяющих уменьшить трудоемкость проведения экспериментальных исследований.

Идея работы заключается в обосновании возможности использования стандартного лабораторного оборудования при разработке методов определения предельных и запредельных характеристик горных пород в условиях объемного напряженного состояния. Грос —ТГ-^чП

I. • Ь А

июбРк

Задачи исследования:

— разработка метода испытания высоких образцов горных пород для определения предельных и запредельных характеристик в упругих и пластичных обоймах;

— разработка метода определения предельных и запредельных характеристик горных пород при испытании низких цилиндрических образцов;

— установление взаимосвязи между главными напряжениями в предельном и запредельном состояниях.

Методы исследований. Решение поставленных задач производилось путем анализа и обобщения ранее выполненных исследований, аналитических, лабораторных, статистических исследований и обработки полученных результатов.

Основные научные положения, выносимые на защиту:

— при испытании на сжатие высоких образцов горных пород в упругих и пластичных пустотелых цилиндрических обоймах в образце создается объемное напряженное состояние;

— предельные и запредельные характеристики горных пород определены при испытании низких образцов в условиях объемного напряженного состояния, при этом трудоемкость испытаний снижается в 2-3 раза по сравнению с традиционными методами;

— при испытании на сжатие низких цилиндрических образцов установлено, что между главными напряжениями в предельном и запредельном состояниях существует линейная зависимость.

Научная новизна работы заключается:

— в разработке метода испытания высоких образцов горных пород в упругих пустотелых цилиндрических обоймах, обеспечивающего объемное напряжш-ное состояние;

— в обеспечении постоянного бокового давления с ростом осевой дефорш-ции при испытании образцов горных пород в пластичных обоймах;

— в разработке метода испытаний низких цилиндрических образцов, позволяющего получить объемное напряженное состояние и определить предельные и запредельные характеристики горных пород;

— в установлении взаимосвязи между главными напряжениями в предельном и запредельном состояниях в виде линейной зависимости.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается применением апробированных методов научных исследований, представительностью исходных данных, сопоставимостью результатов лабораторных экспериментов и результатов моделирования методами математической статистики.

Личный вклад автора заключается:

— в постановке задач и обосновании методов исследования;

— в экспериментальных исследованиях и теоретических расчетах при разработке методов испытаний образцов горных пород в упругих и пластичных обоймах;

— в разработке математической модели процесса осевого сжатия низкого образца;

— в проведении сравнительных испытаний низких образцов с высокими образцами в стабилометре;

— в обработке экспериментальных данных и статистическом анализе результатов сравнительных испытаний низких образцов с высокими образцами в стабилометре;

— в проверке адекватности регрессионных моделей с целью установления взаимосвязи между главными напряжениями в предельном и запредельном состояниях.

Научное значение работы заключается в установлении линейной зависимости между главными напряжениями в предельном и запредельном состояниях.

Практическая ценность работы заключается в том, что применение разработанной методики испытания низких цилиндрических образцов позволяет оперативно определять предельные и запредельные характеристики горных пород на стандартном лабораторном оборудовании.

Реализация работы. Положения, разработанные в диссертации, были использованы при расчете целиков на шахте Полысаевская. Данная работа рекомендована для производственно-технических работников угольной промышленности и используется студентами при изучении курса геомеханики.

Апробация работы. Основные положения, изложенные в диссертации, докладывались на X Всесоюзной научной конференции вузов СССР "Физические процессы горного производства" (Москва, 1991 г.), III Всесоюзном семинаре "Проблемы разработки полезных ископаемых в условиях высокогорья" (Бишкек, 1991 г.), III Международной практической конференции (Кемерово, 1997 г.), научно-технических конференциях преподавателей и студентов КузГТУ (Кемерово, 1991—2003 г.), III очно-заочной международной научно-практической конференции (г. Новосибирск, апрель 2003 г.).

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 9 печатных рабог, в том числе авторское свидетельство на изобретение.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и заключения, изложенных на 170 страницах машинописного текста, содержит 42 рисунка, 43 таблицы, список литературы из 66 наименований.

Автор выражает глубокую благодарность и признательность научному руководителю — д.т.н., проф. П.В. Егорову, своим коллегам по работе: д.т.н., проф.

И.А. Паначеву, д.т.н., проф. A.B. Бирюкову, доц. P.C. Курзанцеву , доц. А.Е. Клыкову, доц. Ю.Ф. Глазкову, доц. Ю.П. Соболеву, инж. И.Ф. Власкину и другим, оказавшим методическую помощь в проведении экспериментальных исследований, развитии и реализации научных разработок.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Первая глава содержит обзор и анализ существующих методов определения предельных и запредельных характеристик горных пород.

Широкое развитие механика горных пород получила в трудах советских ученых: Б.И. Бокия, В.Т. Глушко, А.Н. Динника, Г.Н. Кузнецова, Ю.М. Либерма-на, Б.В. Матвеева, И.М. Петухова, М.М. Протодьяконова, К.В. Руппенейта,

A.A. Скочинского, A.M. Терпигорева, В.Ф. Трумбачева, Л.Д. Шевякова и др.

Дальнейшее развитие методов исследования свойств горных пород в массиве и на образцах нашло отражение в трудах современных ученых: В.А. Александрова, И.В. Баклапюва, А.И. Берона, В.В. Дырдина, П.В. Егорова, Г.И. Жукова,

B.В. Иванова, Ю.М. Карташова, И.Н. Кацаурова, А.Е. Клыкова, А.М. Линькова, В.Д. Ломтадзе, Г.В. Михеева, В.И. Мурашева, И.А. Паначева, А.Г. Протосени,

А.Н. Полякова, А.А, Ренева, А.Н. Ставрогина, А.Б. Фадеева, |Г.Г. Штумпфа

Анализ ранее проделанных работ показал, что смещения в окрестности выработки и связанные с ними деформации крепи зависят от предельных и запредельных характеристик горных пород, которые учитываются в существующих решениях задачи о напряженно-деформированном состоянии горного массива го-круг выработки, однако эти решения находят ограниченное применение на прас-тике, так как большинство запредельных характеристик остаются неизвестными.

Известные способы определения показателей объемной прочности пород (сцепления С и угла внутреннего трения р) можно разделить на три группы: 1) методы, основанные на непосредственных испытаниях пород в объемном напряженном состоянии; 2) упрощенные (косвенные) методы испытаний; 3) расчетные методы.

Из методов 1-й группы наиболее распространены испытания пород встаби-лометрах, в специальных камерах и срезных приборах.

Метод испытаний пород в стабилометре позволяет получить наиболее достоверные данные о показателях объемной прочности. Испытания производятся в специальном приборе — стабилометре, позволяющем создавать напряженное состояние, определяемое условием ег/>0>=05 (обобщенное сжатие) — схема Кармана, согласно которой на боковую поверхность образца оказывается постоянное по величине давление при возрастающем усилии сжатия вдоль оси.

Однако данный метод (как и метод испытаний в специальных камерах) обладает следующими недостатками: большая трудоемкость испытаний и необходимость в сложном оборудовании.

При испытаниях пород методом косого среза образцов в форме призм из-за высокой концентрации напряжений в местах контакта и отступления от установленных допусков на изготовление образцов данные объемной прочности тголущ-ются заниженными.

Сопоставление экспериментальных и расчетных методов определения показателей объемной прочности выявило, что данные методы имеют ограниченное применение, так как им присущи недостатки большинства косвенных методов. Также надо отметить, что показатели объемной прочности, рассчитанные разш-ми методами, значительно отличаются друг от друга.

Можно предполагать, что в запредельном состоянии в условиях стесненных деформатгий с ростом максимального напряжения будет расти и минимальное, то есть главные напряжения связаны друг с другом. Установление закономерности распределения и взаимосвязи главных напряжений позволит решать различные задачи геомеханики.

Во второй главе приведены теоретические обоснования методов испытания высоких образцов в упругих и пластичных цилиндрических обоймах и низких цилиндрических образцов на сжатие.

Объемное сжатие осуществлено при испытании образцов, получаемых из кернов, в упругих пустотелых цилиндрических обоймах.

Напряженное состояние упругой обоймы, подвергающейся внутреннему давлению со стороны образца/?, определяется решением задачи Лямэ.

Зависимость бокового давления на образец от деформации наружной ш-верхности обоймы представлена в виде

Рис. 1. Схема нагружения образца в упругой обойме: 1— образец; 2 — упругая обойма; 3 — стальной диск; 5—толщина обоймы

где к- г/о; Е— модуль упругости материала обоймы.

Таким образом, при сжатии образца в упругой цилиндрической обойме в нем возникает вертикальное <т„ и горизонтальное р напряжения. С ростом вертикального напряжения со стороны плит пресса будет расти и боковое давление/? со стороны обоймы, в связи с чем характер изменения напряженного состояния образца будет соответствовать изменению напряжений в массиве.

При испытании образцов в упругих обоймах рост вертикальной дефорш-ции сопровождается возрастанием бокового давления на образец со стороны обоймы. Для определения запредельных характеристик необходимо, чтобы это давление оставалось постоянным. Это обеспечивается с помощью обойм из ши-стичного материала, например, отожженной меди, у которой остаточное удлинение в несколько раз больше, чем у обычной меди.

При сжатии образца обойма испытывает давление на внутреннюю новерс-ность со стороны образца. При этом радиальное напряжение ог на внутренней поверхности в начальной стадии нагружения является максимальным. Развитие ш-стических деформаций начинается с этой поверхности, постепенно распространяясь к наружной до тех пор, пока ими не будет охвачена вся обойма. Если свойства материала обоймы соответствуют диаграмме Прандтля, то с дальнейшим ростом вертикальной нагрузки боковое давление аз будет сохранять свою величину.

По П1 теории прочности во всех точках обоймы при переходе в пластическое состояние должно выполняться условие

сг0-аг=сгт. (2)

Цилиндрическая обойма, подвергнутая внутреннему давлению, находится в услэ-виях осесимметричного нагружения, а в этом случае уравнение равновесия имеет следующий вид:

дг г ()

Подставляя (2) в (3) и решая дифференциальное уравнение, получим

Г-)

СТг=ат£п—. (4)

Г1

Для внутренней поверхности сгг~ —р, поэтому р - <Тт1п— = СГТЩ 1 + —

п к ги

(5)

Из формулы (5) следует, что, изменяя толщину стенки 8, можно получить различное давление на боковую поверхность образцов.

При испытании на осевое сжатее в настоящее время используются цилиндрические образцы правильной формы, которые изготавливаются из буровых кернов относительно малого диаметра 20г60 мм.

Высота образца принимается равной 1+2 диаметра В этом случае

относительная высота образца составляет (¡¡И — 14- 0,5. Это "высокие" образцы.

"Низкими" называются образцы, у которых (¡/И > 1 (диаметр с? образца больше его высоты И), при этом значения ¿/А > 6 принимать нецелесообразно из-за усложненной техники изготовления образцов и трудностей при определении разрушающего усилия.

При сжатии между жесткими плитами цилиндрического образца, диаметр <1 которого больше высоты А, в нем, кроме вертикальных напряжений а2, возникают горизонтальные — о>и <Уд, поэтому материал сжимаемого образца оказывается в условиях объемного сжатия. Причем, чем больше отношение диаметра образца к высоте, тем больше степень объемного сжатия, в связи с чем прочность испытываемых образцов возрастает. Проведение таких испытаний не представляет трудности и осуществимо в тех лабораториях, где есть достаточно мощный пресс.

С ростом сжимающего усилия происходит постепенный переход всех точек горизонтальной плоскости симметрии образца в предельное, а затем и запредел,-ное состояние, развитие которого начинается от боковой поверхности к центру симметрии (рис.2). Вначале на контуре сечения напряжение достигает предела прочности на одноосное сжатие сгсж, а с переходом в запредельное состояние это напряжение уменьшается и при достижении остаточной прочности а0 остается постоянным. Таким образом, на боковой поверхности образца в запредельном го-стоянии напряжение а2 равно остаточной прочности при одноосном сжатии а„.

В промежуточных точках с ростом усилия также вначале наступает предельное, а затем запредельное состояние. Однако эти точки находятся в условиях стесненных деформаций, поэтому с развитием зоны запредельного состояния в них будут расти горизонтальные напряжения, а значит, и вертикальные, так как остаточная прочность возрастает с увеличением минимального напряжения.

Нагрузка на образец достигает максимальной, разрушающей величины, когда напряжения в его центре станут предельными. Обозначим минимальное из

по

них <т3, а максимальное —ау .

Огибающая предельных кругов Мора в общем случае может быть криволинейной, при этом связь между главными напряжениями оказывается тоже нелинейной. Пусть эта связь соответствует кривой 1, а точка М— предельным напряжениям в центре образца (рис.3). Напряжение на боковой поверхности образца равно остаточной прочности при одноосном сжатии сг0 и соответствует точке N. Для промежуточных точек плоскости симметрии образца напряжения соответствуют линии, соединяющей точки М и N. Примем эту линию в виде прямой 2. Уравнение этой прямой запишется в виде

О2-Астг+(Т0. (6)

Разрушающее давление на образец

1 а А а р- — \<УгФ = \стгс1г + сг0 . (7)

«о ао

Горизонтальное напряжение зависит от давления на образец и в каждой точке составляет определенную часть от него. Обозначим среднее значение коэффициента бокового распора к.

. . . •.•■■. | £<тг ■

Рис.2. Развитие напряжений в низком цилиндрическом образце

Рис.3. Связь между главными напряжениями в низком цилиндрическом образце

Тогда при известном разрушающем давлении р интеграл в выражении (7)

равен

\<7гс1г = к- р-а.

(8)

Минимальное напряжение в центре образца также зависит от разрушающего давления и составляет от него определенную часть

ст3 = п-р. (9)

Для верхней точки М, соответствующей центру образца, на основании выражения (6) запишем

Р = °о+[(7"Р-^оГ- 0°)

Выразим отсюда максимальное предельное напряжение в центре образца

=<7о +(р-&о)~. (11)

Коэффициенты кип были рассчитаны численным методом (методом конечных элементов) для различных отношений диаметра^ к высоте И.

Выполненные испытания образцов с различным отношением М позволили получить совокупность предельных кругов Мора и построить их огибающую. Для прямолинейной огибающей эта зависимость имеет вид

а"р=С-

•°3+Сгсж>

причем

_ _ 1 + sin р 1 - sin р

(14)

(15)

где р—угол внутреннего трения горной породы.

При математическом моделировании процесса осевого сжатия образца был применен стандартный вариант метода конечных элементов в осесимметричной линейно—упругой постановке. В пакете реализованы тороидальные конечные элементы с прямоугольным сечением.

В табл. 1 приведены значения коэффициентов концентраций средних рада-альных напряжений на плоскости симметрии А—А (коэффициент к) и радиального напряжения в центре симметрии (коэффициент п).

Таблица 1

Отношение Ш Значения кии Коэффициент Пуассона /л

0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35

1 к 0,0043 0,0038 0,0051 0,0064 0,0084 0,0111

п 0,0129 0,0195 0,0270 0,0386 0,0516 0,0730

2 к 0,0538 0,0824 0,1131 0,1502 0,1919 0,2186

п 0,0838 0,1300 0,1900 0,2600 0,3700 0,5160

3 к 0,0864 0,1393 0,1952 0,2619 0,3316 0,3966

п 0,1100 0,1730 0,2480 0,3420 0,4350 0,6450

4 к 0,1080 0,1731 0,2455 0,3134 0,4137 0,5123

п 0,1120 0,1800 0,2580 0,3500 0,4450 0,6650

5 к 0,1221 0,1893 0,2645 0,3596 0,4628 0,5972

п 0,1200 0,1850 0,2600 0,3550 0,4650 ,6250

6 к 0,1277 0,1971 0,2768 0,3772 0,4897 0,6236

п 0,1125 0,1750 0,2450 0,3360 0,4350 0,5900

В третьей главе приведены результаты испытания высоких образцов в упругих и пластичных цилиндрических обоймах и низких цилиндрических образцов на сжатие. Дан анализ поведения горных пород в предельном и запредельном состояниях.

Рост напряжений в образце при испытании в упругой обойме отличается характерными особенностями. На начальном этапе наблюдается значительный рост осевого усилия при малых деформациях. По достижении нагрузкой критической величины, соо1ве!С1вующей предельному состоянию, происходит лавиносб-

разное нарастание продольной деформации, нередко сопровождающееся падеш-ем осевого напряжения. На этом этапе не представлялось возможным проследить за характером изменения усилия и деформаций, поскольку использовался обычный пресс с "мягким" нагружением. Очевидно, что это соответствует переходу материала образца в запредельное состояние. Далее скорость роста продольной деформации стабилизируется и наступает этап, подобный стадии вторичного упрочнения, когда деформация растет вместе с усилием, но при этом ее рост происходит значительно быстрее, чем на первоначальной стадии нагружения. В связи с этим график на данном участке отличается значительно меньшей крутизной (рис.4). Очевидно, что эта стадия соответствует запредельному состоянию материала образца, и причем как поперечная, так и продольная деформации изменяются по линейному закону в зависимости от осевого напряжения.

г^'-КГ 16 12 8 4 0 8 16 24 32 Ег-1(Г4 Рис.4. Диаграмма сжатия высокого образца в упругой обойме

На рис. 5 представлены графики, полученные для алевролита. На рис.5 видно, что участки запредельного состояния (на кривой 3 это участок АВ) аппроксимируются прямой линией.

В процессе испыганий на сжатие образцов в пластичных обоймах измерялись горизонтальные и вертикальные деформации образцов с помощью индига-торов часового типа, затем рассчитывались относительные поперечные и продольные деформации, а также относительное изменение объема.

При испытаниях на сжатие образцов в пластичных обоймах вполне удовлетворительно удается фиксировать показания силоизмсрителя и индикаторов после того, как испытываемая порода пройдет стадию спада.

При переходе из предельного состояния на участок спада рост деформаций при мягком нагружении имеет лавинообразный характер, поэтому величина модуля спада в этом случае не определяется.

Рв,М11а

Однако приведенная методика позволяет определить даже при мягком ш-гружении такую запредельную характеристику, как остаточная прочность.

В табл. 2 приведены характеристики предельного и запредельного cocí пиний испытанных пород.

Р«. МП а

160

120

ЛР

--- i i i

Г г* 1

i i i

i i

80 100 р, МЛа

Рис. 5. График зависимости осевогорв давления на образец от радиального р для алевролита, выбуренного с глубины С от кровли при испытании в обоймах толщиной д: 1 — С = 2,3м, 6= 10мм;2 — С = 2,Зм, 5 = 8мм; 3 — С = 2,9 м, S - 8мм; 4 — С -3,3 м, S= 10 мм

Таблица 2

Результаты испытания образцов горных пород в пластичных обоймах

Параметры Порода

Алевролит Алевролит Песчаник

Расстояние от кровли пласта, м 2,7-3,1 2,9-3,8 4,6-6,5

Прочность на одноосное сжатие асж, МЛа 12 19 64

Коэффициент сцепления К, МЛа 3,3 5,5 20

Угол внутреннего трения р, градус 33 33 28

Предельное напряжение:

р= 10 МЛа 49 60 93,5

р = 16,6 МЛа 70 67,2 113,6

Остаточная прочпость ра МЛа:

р = 10 МЛа — 36 61

р = 16,6 МЛа 42 44,2 64

Объемная деформация £у, %:

р = 10 МЛа 8,5 1,1 2,4

р = 16,6 МЛа 4,8 0,54 0,9

По результатам испытаний строились паспорта прочности горных пород и определялись значения углов внутреннего трения и коэффициентов сцепления.

При переходе в запредельное состояние наблюдается эффект дилатансии — увеличение объема при сжатии. В двух последних строках табл.2 представлены значения относительной объемной деформации в запредельном состоянии.

При этом необходимо отметить общую тенденцию возрастания остаточной прочности и уменьшения дилатансии с ростом минимального напряжения.

При испытании на сжатие низких образцов упругие постоянные определялись с помощью прижимного тензометра ДМ-12 конструкции ВНИМИ.

Значения коэффициентов концентрации средних радиальных напряжений на плоскости симметрии (к) и радиалыгых напряжений в центре симметрии (п) получены путем линейной интерполяции (см. табл.1).

Для определения предельных напряжений в центре образца использовались формулы:

Наибольший интерес представляет определение зависимости максимального предельного напряжения а-^ от минимального 05. Графическое ее представление в совокупности с графиком зависимости остаточной прочности от минимал.-ного напряжения является полным паспортом прочности горной породы (рис. 6).

пр "

О-Дст/ МП а

(Тз,оз°МПа г->

щ.

20 40

Рис. 6. Полный паспорт прочности песчаника пласта Емельяновского, глубина от кровли «4 м: 1 — в предельном состоянии; 2 — в запредельном состоянии

С помощью ЭВМ устанавливалась корреляционная связь между главными напряжениями <7гпр, аз

агпр = Саз + (Усж, о? = а (Уз + Ъа3 + осж, где а, б, С — эмпирические коэффициенты.

Коэффициент корреляции линейной функции к=0,672, а корреляционное отношение параболической Я - 0,686. Различие между ними является незначительным, в связи с этим график зависимости максимального предельного напряжения от минимального можно аппроксимировать прямой. Этот график представлен на рис. 6 прямой 1. Линейная связь между главными предельными напряжениями соответствует прямолинейной огибающей предельных кругов Мора.

Четвертая глава содержит результаты сравнительного испытания низких образцов с высокими образцами, испытанными в стабилометре, а также статистический анализ полученных результатов.

Для исследований были изготовлены две серии образцов из мрамора. Первая серия была представлена низкими (— от 1,15 до 4,0), вторая — высокими обИ

разцами с отношением — = 0,67 И

По результатам испытаний построены предельные круги Мора низких образцов (рис. 7,а) и предельные круги Мора высоких образцов, испытанных в стабилометре БВ21 (конструкции ВНИМИ) — рис. 7,6.

£-34,Г

40 80 120 160 200

Рис. 7. Предельные круги Мора: а — низких образцов мрамора; б — высоких образцов мрамора, испытанных в стабилометре

Результаты сравнения огибающих предельных кругов Мора, полученных при испытании низких образцов на сжатие и высоких в стабилометре, приведены в табл. 3, где Ккоэффициент корреляции, р —■ угол внутреннего трения; к — коэффициент сцепления; ег^— предел прочности на одноосное сжатие.

Таблица 3

Параметры предельной огибающей кругов Мора _

Метод испытаний Уравнение линейной связи К Р> град к, МПа МПа

Низкие образцы ст2пр = 3,16 -сг3+ 85,31 0,921 31,28 23,99 85,31

Стабилометр <т2пр = 3,66 -сгз+ 94,9 0,894 34,8 24,81 94,9

Расхождение в% 10,1 3,31 10

Значения полученных статистических оценок свидетельствуют о высокой надежное!и связи между сгг"р и ст?, это показывает приемлемость аппроксимации огибающей предельных кругов Мора прямой линией.

Анализ параметров огибающей предельных кругов Мора позволил утверждать, что метод испытания низких образцов, не требующий сложного оборудования, приемлем для определения предельных и запредельных характеристик горных пород.

Сравнения результатов испытаний низких образцов с испытаниями в стаби-лометре БВ-21 по критерию Вилкоксона показали, что обе выборки принадлежат одной и той же генеральной совокупности. Следовательно, метод испытания низких образцов, не требующий сложного оборудования, приемлем для определения предельных и запредельных характеристик горных пород.

Проверка гипотезы о линейной зависимости между главными напряжениями в предельном и запредельном состояниях была проведена путем установления адекватности регрессионных моделей с использованием параллельных наблюдений.

Регрессионная модель и2 = /{&з ) адекватна, если опа пригодна для прогнозирования величины ст, по значению величины сг?. Проверка модели на адек-

ватность основывается на сравнении остаточной дисперсии 80ст с дисперсией случайности .

Результаты сравнения остаточной дисперсии с дисперсией случайности по критерию Пиллаи показали, что регрессионные модели адекватны.

Следовательно, связь между главными напряжениями в предельном и запредельном состояниях является линейной.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертация является научно-квалификационной работой, в которой рсиЕ-на задача определения предельных и запредельных характеристик горных пород в условиях объемного напряженного состояния на стандартном лабораторном оборудовании, что позволяет значительно повысить эффективность лабораторных испытаний и имеет существенное значение для геомеханики и, в целом, горнодобывающей промышленности.

Основные научные и практические результаты работы заключаются в следующем.

1. При сжатии образцов горных пород в полых толстостенных цилиндрах из высокопрочной стали реализуется объемное напряженное состояние. При этом с ростом осевого давления растет и боковое. По величине деформации наружной поверхности цилиндра, определяемой с помощью тензодатчиков, вычислены главные напряжения в образцах горных пород.

2. Испытания горных пород в пластичных обоймах с различной толщиной стенок позволили получить различную степень объемного сжатия в условиях постоянного бокового давления, построить огибающую предельных напряжений (кругов Мора), определить объемную деформацию при переходе в запредельное состояние и остаточную прочность, которая имеет тенденцию возрастания с ростом минимального напряжения.

3. Установлено, что осевое сжатие образцов с отношением диаметра к высоте > 7 сопровождается возникновением области объемного напряженного состояния в их центральной части. Степень объемного сжатия возрастает с увеличением т ношения В результате испытаний образцов горных пород с разным

отношением ^^ получены аналитические зависимости для определения главных

напряжений в предельном и запредельном состояниях, что позволяет строить полный паспорт прочности горных пород.

4. Установлено, что в предельном и запредельном состояниях между глазными напряжениями наблюдается линейная связь, позволяющая решать прикладные задачи горной геомеханики.

5. Установлено, что способ испытания низких образцов позволяет оперативно определять предельные и запредельные характеристики горных пород и значительно (2+3 раза) снижает трудоемкость проведения экспериментальных работ.

6. Сравнение результатов испытаний низких образцов с высокими образцами, испытанными в стабилометре по критерию Вилкоксона, доказывает, что метод испытания низких образцов, не требующий сложного оборудования, пришлем для определения предельных и запредельных характеристик горных пород, так как искомая статистика, равная 71, больше предельной, которая для соответствующего объема выборки равна 42.

Основпое содержание диссертации опубликовано в следующих работах.

1. Волков В.М. Влияние прочностных свойств горных пород на устойчивость выработок /Волков В.М., Клыков А.Е., Широколобое Г.В. //Научно-технические проблемы подземной разработки месторождений: Межвуз. сб. научн. тр. — Кемерово: Кузбасс, политехи, инст. — 1991. — С. 49-54.

2. Байкин B.B. Испытание горных пород в пластичных обоймах /Еайкин В.В., Сидельников С.А., Широколобое Г.В. //Физические процессы горного производства: Материалы X Всесоюзн. научн. конф. вузов СССР. — М., 1991.

3. Клыков А.Е. Предельные и запредельные характеристики пород и их влияние на состояние массива в окрестности выработки /Клыков А.Е., Фадеев П.И., Широколобое Г.В. //Проблемы разработки полезных ископаемых в условиях высокогорья: Материалы III Всесоюзн. семинара. Часть I. — Бишкек, 1991.

4. Клыков А.Е. Особенности испытания горных пород в металлических обоймах /Клыков А.Е., Соболев Ю.П., Широколобов Г.В. //Актуальные вопросы подземного и наземного строительства: Сб. науч. тр. — Кемерово: КузГТУ, 1997. — С. 103-111.

5. Глазков Ю.Ф. Испытание на сжатие низких цилиндрических образцов горных пород /Глазков Ю.Ф., Клыков А.Е., Соболев Ю.П., Широколобов Г.В. // Совершенствование технологии строительства горных предприятий: Сб. науч. тр.

- Кемерово: КузГТУ, 1994. — С. 135-142.

6. Клыков А.Е. Определение параметров огибающей кругов Мора при испытании низких цилиндрических образцов /Клыков А.Е., Соболев Ю.П., Широю-лобов Г.В. //Природные и интеллектуальные ресурсы Сибири: Материалы III Международной практической конференции. Секция "Уголь и углепродукты". — Кемерово, 1997. — Ч. 1. — С. 73-75.

7. Широколобов Г.В. Результаты испытаний образцов горных пород в условиях объемного напряженного состояния /Широколобов Г.В., Соболев Ю.П., Клыков А.Е. //Веста. КузГТУ. — Кемерово, 1999. — №4. — С. 17-19.

8. Широколобов Г.В. Анализ поведения низких образцов горных пород при испытании на сжатие //Наукоемкие технологии добычи и переработки полезных ископаемых: Материалы Ш очно-заочной международной науч.-практ. конф. — г. Новосибирск, 2003. — С. 119-120.

9. A.c. 1694895 СССР, МКИ Е21С39/00, № 4732110. Способ испытания образцов горных пород на объемное сжатие /А.Е. Клыков, О.С. Курзанцев, JI.B. Ку-тенков, Г.В. Широколобов. (СССР). — № 4732110; Заявлено 11.05.89; Опубл. 01.08.91, Бюл.№ 44.

Подписано в печать 06.02.04. Формат 60x84/16. Бумага офсетная. Отпечатано на ризографе. Печ. л. 1. Тираж 100 экз. Заказ 09 ГУ ВПО КузГТУ, 650026, Кемерово, ул. Весенняя, 28. Типография ГУ ВПО КузГТУ, 650099, Кемерово, ул. Д. Бедного, 4А.

РНБ Русский фонд

2006-4 1936

гь^' 1 ;

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Широколобов, Георгий Валентинович

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕННОСТИ ВОПРОСА.

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Методы определения предельных и запредельных характеристик горных пород.

1.2. Способы определения показателей объемной прочности горных пород.

1.3. Анализ результатов испытаний образцов горных пород на объемное сжатие.

1.4. Цель и задачи исследования.

ВЫВОДЫ.

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА И ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ НОВЫХ СПОСОБОВ ИСПЫТА-ф НИЯ НА ОБЪЕМНОЕ СЖАТИЕ.

2.1. Исследование горных пород на сжатие в упругих обоймах.

2.2. Испытание образцов горных пород в обоймах из пластичного материала.

2.3. Исследование на сжатие низких цилиндрических образцов.

ВЫВОДЫ.

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ

ПОВЕДЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД В ПРЕДЕЛЬ

НОМ И ЗАПРЕДЕЛЬНОМ СОСТОЯНИЯХ.

3.1. Определение модуля деформаций пород при сжатии в упругих обоймах.

3.2. Оценка остаточной прочности пород при сжатии в пластичных обоймах.

3.3. Построение паспорта прочности горных пород при испытании низких цилиндрических образцов на сжатие.

ВЫВОДЫ.

ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ХАРАКТЕ

• РИСТИК ПРОЧНОСТИ ГОРНЫХ ПОРОД

ПРИ ИСПЫТАНИЯХ НА ОБЪЕМНОЕ СЖАТИЕ.

4.1. Сопоставление результатов испытаний новым способом с испытаниями в стабилометре БВ-2ЦВНИМИ).

4.2. Математическая модель для оценки результатов лабораторных исследований горных пород на объемное сжатие.

4.3. Методика определения предельных и запредельных характеристик горных пород (испытание низких образцов).

0 ВЫВОДЫ.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Разработка методов определения предельных и запредельных характеристик горных пород"

Актуальность работы. Дальнейшее развитие угольной промышленности России по увеличению добычи угля и ускорению темпов роста производительности труда будет достигнуто за счет механизации и автоматизации производственных процессов, применения более совершенных способов ведения горных работ.

Разработка угольных месторождений характеризуется многообразием сложных горно-геологических условий, которые совместно с условиями отработки угольных пластов формируют закономерности изменения напряженно-деформированного состояния пород массива. Выбор и обоснование рациональных, высокопроизводительных и безопасных способов разработки угольных пластов базируется на знании физических процессов, происходящих в массиве горных пород в процессе ею разработки и применении эффективных методов управления его состоянием.

Состояние горных выработок при разработке месторождений полезных ископаемых обусловлено разнообразными механическими процессами, вызванными техногенными нарушениями естественного квазиравновесного состояния породного массива (расслоение пород, вывалы породы, горные удары и т.п.), в котором производились выработки. Проявление этих процессов в выработках, в основном, связано с деформациями пород и крепи. Управление горным давлением, как правило, сводится к управлению механическими процессами, протекающими в недрах при разработке месторождений.

Современные расчеты смещений в окрестности выработки, давления на крепи горных выработок, прочности целиков требуют знания как предельных так и запредельных характеристик горных пород. Однако в большинстве случаев запредельные характеристики не учитываются при расчетах, так как их определение требует использования сложного оборудования, а проведение испытаний — трудоемкий процесс.

В связи с этим разработка наиболее простых, доступных для исследователя методов получения предельных и запредельных характеристик горных пород при объемном напряженном состоянии с использованием стандартного лабораторного оборудования является актуальной задачей.

Цель работы состоит в разработке и обосновании методов определения предельных и запредельных характеристик горных пород в условиях объемного напряженного состояния с использованием стандартного лабораторного оборудования.

Идея работы заключается в установлении и использовании линейной зависимости между главными напряжениями в предельном и запредельном состояниях горных пород для решения задач горной геомеханики.

Задачи исследования: разработка метода испытания высоких образцов горных пород для определения предельных и запредельных характеристик в упругих и пластичных обоймах; разработка метода определения предельных и запредельных характеристик горных пород при испытании низких цилиндрических образцов; установление взаимосвязи между главными напряжениями в предельном и запредельном состояниях.

Основные научные положения, выносимые на защиту: при испытании на сжатие высоких образцов горных пород в упругих и пластичных пустотелых цилиндрических обоймах в образце создается объемное напряженное состояние; предельные и запредельные характеристики горных пород определены при испытании низких образцов в условиях объемного напряженного состояния, при этом трудоемкость испытаний снижается в 2-3 раза по сравнению с традиционными методами; при испытании на сжатие низких цилиндрических образцов установлено, что между главными напряжениями в предельном и запредельном состояниях существует линейная зависимость.

Научная новизна работы заключается: — в разработке метода испытания высоких образцов горных пород в упругих пустотелых цилиндрических обоймах, обеспечивающего объемное напряженное состояние; в обеспечении постоянного бокового давления с ростом осевой деформации при испытании образцов горных пород в пластичных обоймах; в разработке метода испытаний низких цилиндрических образцов, позволяющего получить объемное напряженное состояние, и определить предельные и запредельные характеристики горных пород; в установлении взаимосвязи между главными напряжениями в предельном и запредельном состояниях в виде линейной зависимости.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается применением апробированных методов научных исследований, представительностью исходных данных, сопоставимостью результатов лабораторных экспериментов и результатами моделирования методами математической статистики.

Личный вклад автора заключается: в постановке задач и обосновании методов исследования; в экспериментальных исследованиях и теоретических расчетах при разработке методов испытаний образцов горных пород в упругих и пластичных обоймах; в разработке математической модели процесса осевого сжатия низкого образца; в проведении сравнительных испытаний низких образцов с высокими образцами в стабилометре; в обработке экспериментальных данных и статистическом анализе результатов сравнительных испытаний низких образцов с высокими образцами в стабилометре; в проверке адекватности регрессионных моделей с целью установления взаимосвязи между главными напряжениями в предельном и запредельном состояниях.

Реализация работы. Положения, разработанные в диссертации, были использованы при расчетах смещений в окрестности выработок. "Расчет крепи и охранных целиков подготовительных выработок". — М.: Недра, 1995. — 126 с. Данная работа рекомендована для производственно-технических работников угольной промышленности и студентов горных вузов и факультетов.

Апробация работы. Основные положения, изложенные в диссертации, докладывались на X Всесоюзной научной конференции вузов СССР "Физические процессы горного производства" (Москва, 1991 г.), III Всесоюзном семинаре "Проблемы разработки полезных ископаемых в условиях высокогорья" (Бишкек, 1991 г.), III Международной практической конференции (Кемерово, 1997 г.), научно-технических конференциях преподавателей и студентов КузГТУ (Кемерово, 1991-2003 г.), III очно-заочной международной научно-практической конференции (г.Новосибирск, апрель 2003 г.).

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 9 печатных работ, в том числе авторское свидетельство на изобретение.

Заключение Диссертация по теме "Геомеханика, разрушение пород взрывом, рудничная аэрогазодинамика и горная теплофизика", Широколобов, Георгий Валентинович

ВЫВОДЫ

1. Полученные результаты сравнительных испытаний низких образцов с испытаниями в стабилометре БВ-21 показали, что отклонение параметров прямолинейной огибающей предельных кругов Мора составляет 10 % — следовательно, результаты испытаний низких образцов сопоставимы с результатами испытаний в стабилометре.

2. Сравнение результатов испытаний "низких" образцов с испытаниями в стабилометре БВ-21 по критерию Вилкоксона показало, что обе выборки принадлежат одной и той же генеральной совокупности. Следовательно, метод испытания "низких" образцов, не требующий сложного оборудования, приемлем для определения предельных и запредельных характеристик горных пород.

3. Проверка гипотезы о линейной зависимости между главными напряжениями в предельном и запредельном состояниях была проведена путем установления адекватности регрессионных моделей с использованием параллельных наблюдений.

Регрессионная модель crz — /(<т?) адекватна, если она пригодна для прогнозирования величины <yz по значению величины <т3. Проверка модели на адекватность основывается на сравнении остаточной дисперсии S<)cm с дисперсией случайности Sq.

Следовательно, связь между главными напряжениями в предельном и запредельном состояниях является линейной.

161

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертация является научно-квалификационной работой, в которой решена задача определения предельных и запредельных характеристик горных пород на стандартном лабораторном оборудовании, что позволяет значительно повысить эффективность лабораторных испытаний и имеет существенное значение в горнодобывающей промышленности.

Основные научные и практические результаты работы заключаются в следующем:

3. Установлено, что осевое сжатие образцов с отношением диаметра к высоте ^ > 1 сопровождается возникновением области объемного напряженного состояния в их центральной части. Степень объемного сжатия возрастает с увеличением отношения результате испытаний образцов горных пород с разным отношениглавных напряжений в предельном и запредельном состояниях, что позволяет строить полный паспорт прочности горных пород.

4. Установлено, что в предельном и запредельном состояниях между главными напряжениями наблюдается линейная связь, позволяющая решать прикладные задачи горной геомеханики.

6. Сравнение результатов испытаний низких образцов с высокими образцами, испытанными в стабилометре по критерию Вил-коксона, доказывает, что метод испытания низких образцов, не требующий сложного оборудования, приемлем для определения предельных и запредельных характеристик горных пород, так как искомая статистика, равная 71, больше предельной, которая для соответствующего объема выборки равна 42. ем получены аналитические зависимости для определения

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Широколобов, Георгий Валентинович, Кемерово

1. Ардашев К.А. Упрощенный способ испытаний на сжатие образцов горных пород при деформировании за пределом прочности /К.А. Ардашев Б.В., Матвеев //ФТПРПИ. — 1979.— № 2.— С. 107111.

2. Ардашев К.А. Методы и приборы для исследования проявлений горного давления / К.А. Ардашев, В.Н. Ахматов, Г.А. Катков. — М.: Недра, 1981.—128 с.

3. Баклашов И.В. Деформирование и разрушение породных массивов. — М.: Недра, 1988. — 277 с.

4. Баклашов И.В. Механика горных пород / Б.А. Картозия, И.В. Баклашов — М.: Недра, 1975. — 270 с.

5. Гастев В.А. Краткий курс сопротивления материалов. — М.: Недра, 1987.

6. Зенкевич О. Метод конечных элементов в технике. — М.: Мир, 1975.

7. Писаренко Г.С. Справочник по сопротивлению материалов / Г.С. Писаренко, А.П. Яковлев, В.В. Матвеев — Киев: Наукова думка, 1975.

8. Протосеня А.Г. Запредельное деформирование вокруг выработки в негидростатическом поле напряжений /А.Г. Протосеня, Г.И. Жуков, В.А. Александров //ФТПРПИ. — 1988. — №2. — С. 1011.

9. Карташов Ю.М. Прочность и деформируемость горных пород / Ю.М. Карташов, Б.В. Матвеев, Г.В. Михеев, А.Б. Фадеев — М.:1. Недра, 1979.

10. Ставрогин А.Н. Механика деформирования и разрушения горных пород/ А.Н. Ставрогин, А.Г. Протосеня—М.: Недра, 1992.

11. Ставрогин А.Н. Прочность горных пород и устойчивость выработок на больших глубинах / А.Н. Ставрогин, А.Г. Протосеня- М.: Недра, 1985.

12. Барон Л.И. Определение свойств горных пород / JI.H. Барон, Б.М. Логунцов, Е.З. Позин М.: Государственное научно-техническое издательство литературы по горному делу, 1962.

13. Кацауров И.Н. Механика горных пород. М.: Недра, 1981.

14. Берон А.И. Исследование прочности и деформируемости горных пород / А.И. Берон, Е.С. Ватохин и др. — М.: Наука, 1973.

15. Черноиван А.В. Прогнозирование устойчивости соляного массива, вмещающего подземную емкость для низкотемпературного хранения газа.— М.: МГИ, 1982.

16. Глушко В.Т. Разрушение горных пород и прогнозирование горного давления / В.Т. Глушко, В.В. Виноградов — М.: Недра, 1982.

17. ГОСТ 21153.2-84. Породы горные. Методы определения предела прочности при одноосном сжатии. — М.: Издательство стандартов, 1984. — Юс.

18. ГОСТ 21153.3-85. Породы горные. Методы определения прочности при одноосном растяжении. — М.: Издательство стандартов, 1985. —3 с.

19. Ломтадзе В.Д. Методы лабораторных исследований физико-механических свойств горных пород. — Л.: Недра. Ленинградское отделение, 1990. — 327 с.

20. Зорин А.Н. Управление динамическими проявлениями горного давления. — М.: Недра, 1978. — 170 с.

21. Норель Б.К. Изменение механической прочности угольного пласта в массиве. — М.: Наука, 1983.

22. Петухов Н.М. Механика горных ударов и выбросов / Н.М. Петухов, A.M. Линьков— М.: Недра, 1983.

23. Матвеев Б.В. Механические испытания горных пород методом соосных пуансонов. — М.: Углетхоздат, 1957.

24. А.С. №1694895 СССР, МКИ Е21С39/00, № 473110 Способ испытания образцов горных пород на объемное сжатие /А.Е. Клыков, О.С. Курзанцев, Л.В. Кутенков, Г.В. Широколобов. Опубл. 1991, Бюл. №44.

25. Попов Л.Н. Лабораторный контроль строительных материалов и изделий. — М.: Стройиздат, 1986. — 576 с.

26. Волженский А.В. Минеральные вяжущие вещества. — М.: Стройиздат, 1986. — 464 с.

27. Ахвердов И.Н. Основы физики бетона. — М.: Стройиздат, 1981. — 462с.

28. Данюшевский B.C. Проектирование оптимальных составов тампонажных цементов. — М.: Недра, 1978. — 243 с.

29. Руппенейт К.В. Вероятные методы оценки прочности и деформируемости горных пород / К.В. Руппенейт, М.А. Долгих, В.В. Матвиенко — М.: Стройиздат, 1964.

30. Ильницкая Е.И. Свойства горных пород и методы их определения / Е.И. Ильницкая, Р.И. Тедер, Е.С. Ватолин и др. — М.: Недра, 1969.

31. Матвеев Б.В. Руководство по приведению испытаний объемной прочности горных пород. — JI.: ВНИМИ, 1962.

32. Войцеховская С.И. Рекомендации по методам определения запредельных характеристик горных пород при одноосном и трехосном сжатии / С.И. Войцеховская, М.Д. Ильинов, Ю.М. Карташов и др. — Л.: ВНИМИ, 1981. —42 с.

33. Койфман М.И. Прочность горных пород в объемном напряженном состоянии / М.И. Койфман, Е.И. Ильницкая, В.И. Карпов — М.: Наука, 1964.

34. Матвеев Б.В. Методика лабораторного определения прочности горных пород на сдвиг (срез). — Л.: ВНИМИ, 1968.

35. Матвеев Б.В. Руководство по механическим испытаниям горных пород методом соосных пуансонов. — Л.: ВНИМИ, 1960.

36. Нестеров М.П. Вопросы теоретической и экспериментальной геологии горных пород. Вып.1. — Киев: Наукова думка, 1972.

37. Ягодкин Г.И. Прочность и деформируемость горных пород в процессе их нагружения / Г.И. Ягодкин, М.П. Мохначев, М.Ф. Култыш —М.: Наука, 1971. — 145 с.

38. Протодьяконов М. М. Определение крепости горных пород на образцах неправильной формы / М. М. Протодьяконов, B.C. Вобли-ков //Уголь. — 1957. — №4.

39. Ягодкин Г.И. Универсальный прибор для исследования прочностных и деформационных характеристик горных пород и строительных материалов (УПМИ) / Г.И. Ягодкин, М.П. Мохначев— М.: ИГД им. А. А. Скочевского, 1962.

40. Ягодкин Г.И. Определение прочностных и деформационных характеристик горных пород на приборе УПМИ / Г.И. Ягодкин, М.П. Мохначев — М.: ИГД им. А.А. Скочевского, 1965.

41. Карташов Ю.М. Упрощенный способ определения показателей объемной прочности горных пород / Ю.М. Карташов, А.А. Гро-хальский // ФТПРПИ. — 1974. — №3. — С. 110-115.

42. Грохальский А.А. Сборник трудов ВНИМИ, №81. — J1.: ВНИМИ, 1971.

43. Карташов Ю.М. Инструкция по определению запредельных характеристик прочности и деформируемости горных пород с помощью установки БВ-21 / Ю.М. Карташов, Б.В. Матвеев, М.Д. Ильинов—Л.: ВНИМИ, 1986. —31 с.

44. Цытович Н.А. Механика грунтов. — М.: Высшая школа, 1983.

45. Ставрогин А.Н. Пластичность горных пород / А.Н. Ставрогин, А.Г. Протосеня — М.: Недра, 1979.

46. Протодьяконов М.М. Метод определения прочности горных пород на одноосное сжатие: //Механические свойства горных пород: Сб. науч. тр. —М.: Изд. АН СССР, 1963.

47. Бирюков А.В. Методы анализа и обработки наблюдений: Методические указания к использованию математической статистики в научной работе студентов и аспирантов всех направлений — Кемерово: Кузбас. гос. техн. ун-т, 2002. — 23с.

48. Батке К. Численные методы анализа и метод конечных элементов / К. Батке, Е. Вильсон — М.: Стройиздат, 1982. — 447с.

49. Байкин В.В. Испытание горных пород в пластичных обоймах / В.В. Байкин, С.А. Сидельников, Г.В Широколобов //Физические процессы горного производства: Тез. докл. X всесоюзн. научн. конф. вузов СССР. — М., 1991.

50. Клыков А.Е. Особенности испытания горных пород в металлических обоймах / А.Е. Клыков, Ю.П. Соболев, Г.В. Широколобов //Актуальные вопросы подземного и наземного строительства: Сб. науч. тр. — Кемерово: КузГТУ, 1997. — С. 103-111.

51. Паначев И.А. Некоторые предпосылки к определению коэффициента полезного действия дробления горных пород / И.А. Паначев, А.В. Бирюков, Г.В. Широколобов //Вестн. КузГТУ. — Кемерово. — 1998. — №2. — С. 58-61.

52. Широколобов Г.В. Результаты испытаний образцов горных пород в условиях объемного напряженного состояния / Г.В. Широколобов, Ю.П. Соболев, А.Е. Клыков //Вестн. КузГТУ. — Кемерово. — 1999. —№4. —С.17-19.

53. ГОСТ 24941-81. Породы горные. Методы определения механических свойств нагружением сферическими инденторами. — М.: Издательство стандартов, 1981.

54. ГОСТ 21153.5-88. Породы горные. Метод определения предела прочности при срезе со сжатием. — М.: Издательство стандартов, 1988.

55. ГОСТ 21153.8-88. Породы горные. Метод определения предела прочности при объемном сжатии. — М.: Издательство стандартов, 1988.

56. Кол оков С.В. Определение границ неупругой области вокруг горной выработки //Горный журнал. — 1988. — №9. — С.39-41.

57. Широколобов Г.В. Анализ поведения низких образцов горных пород при испытании на сжатие //Наукоемкие технологии добычи ипереработки полезных ископаемых: Материалы III очно-заочной международной науч.-практ. конф. г. Новосибирск, апрель 2003 -С. 119-120.

58. Калинин С.И. Управление горным давлением при разработке пологих пластов с труднообрушаемой кровлей на шахтах Кузбасса. Кемеровское кн. издательство, 1991.

59. Калинин С.И. Геомеханическое обеспечение эффективной выемки мощных пологих пластов с труднообрушаемой кровлей механизированными комплексами /С.И. Калинин, В.М. Колмагоров.-Кемерово: Кузбассвузиздат, 2002.-114 с.

60. Егоров П.В. Горные удары и методы оценки удароопасности некоторых пород Криворожья / П.В. Егоров, А.А. Ренев, А.Н. Поляков Фрунзе, 1979.- С. 253-255.

61. Петухов И.М. Инструкция по безопасному ведению горных работ нва рудниках разрабатывающих месторождения склонные к горным ударам / И.М. Петухов, Егоров П.В., Поляков А.Н., и др.-Ленинград: Л. ВНИМИ, 1981.

62. Мурашев В.И. Разработка научных основ безопасного ведения горных работ в угольных шахтах на основе исследования геомеханических процессов //Автореферат диссертации на соискание ученой степени д.т.н. (05.26.01).— М.: ИГД им. А.А. Скочинского, 1980.

63. Мурашев В.И. Структурные модели горного массива в механизме геомеханических процессов / В.Н. Вылегжанин, П.В. Егоров, В.И. Мурашев: Отв. ред. Г.И. Грицко: АН СССР, Сиб. отд., Инст. угля.— Новосибирск: Наука. Сиб. от., 1990.—291

Информация о работе

Широколобов, Георгий Валентинович
кандидата технических наук
Кемерово, 2004
ВАК 25.00.20

Диссертация

Разработка методов определения предельных и запредельных характеристик горных пород - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы