Структурное моделирование насыпных отвальных массивов разрезов Кузбасса

Марков, Сергей Олегович

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Структурное моделирование насыпных отвальных массивов разрезов Кузбасса
ВАК РФ 25.00.20, Геомеханика, разрушение пород взрывом, рудничная аэрогазодинамика и горная теплофизика

Автореферат диссертации по теме "Структурное моделирование насыпных отвальных массивов разрезов Кузбасса"

Контрольный экзеши^-г11

На правах рукописи

МАРКОВ СЕРГЕЙ ОЛЕГОВИЧ

СТРУКТУРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ НАСЫПНЫХ ОТВАЛЬНЫХ МАССИВОВ РАЗРЕЗОВ КУЗБАССА

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

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Кемерово - 2003

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования "Кузбасский государственный технический университет"

Научный руководитель- доктор технических наук, профессор

Лесин Юрий Васильевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Паначев Иван Андреевич; кандидат технических наук, старший научный сотрудник Шалауров Виссарион Александрович

Ведущая организация-ОАО "Холдинговая Компания Кузбассразрезуголь"

Защита диссертации состоится "10" октября 2003 г. в 13 часов на заседании диссертационного совета Д 212.102.02 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 " 40 " сентября 2003 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Хямяляйнен В.А.

" (

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В настоящее время в Кузбассе из всех отраслей промышленности наибольшую техногенную нагрузку на окружающую среду создает угледобывающая отрасль. Поскольку на ближайшие 5-10 лет планируется увеличение доли открытых горных работ до 70% от всего объема добычи угля, то воздействие угледобывающей отрасли на окружающую среду и область хозяйственной деятельности человека в значительной степени будет определяться последствиями открытых горных разработок. Существенным негативным фактором ведения открытых горных работ является создание значительных объемов дисперсных несвязных природных перемещенных насыпных образований (отвалов коренных пород вскрыши) или, в общем случае, техногенных породных массивов. .

Один из наиболее существенных факторов, определяющих физические свойства техногенных породных массивов - это геометрическая структура по-рового пространства и минеральной фазы, т.е. состояние системы твердых частиц определяется ее геометрией: крупностью частиц, их формой и способом упаковки. Причем параметры взаимного расположения частиц (межцентровые расстояния, ориентация, углы между отрезками, соединяющими центры частиц, координационное число и др.) оказывают решающее влияние на макроскопические характеристики среды (насыпную плотность, удельную поверхность, фильтрационные характеристики, несущую способность и пр.) В связи с этим возникает вопрос определения указанных параметров с целью оперативной оценки и управления состоянием насыпных техногенных массивов коренных пород вскрыши.

моделям зернистых сред. С помощью мат^щгнздргамАЛДОАЙ! можно прогно-

; 'библиотека ! СПетЪГГ ги

\ од '»^«¡¿у

зировать и оперативно оценивать структурные и механические параметры, которые весьма проблематично или невозможно исследовать инструментально. К таким параметрам можно отнести, например, распределение плотности и удельной поверхности, фильтрационные характеристики, устойчивость насыпного породного массива. Следовательно, изучение внутренней геометрии (структуры и текстуры) насыпных породных массивов на математических моделях в значительной мере является решением проблемы определения их физических свойств.

Известные модели ряда отечественных и зарубежных авторов имеют ряд недостатков, к которым можно, например, отнести одинаковый размер частиц моделируемой среды, упорядоченность упаковки.

Данное исследование направлено на изучение и анализ существующих моделей и алгоритмов моделирования зернистых сред, создание математической модели, описывающей формирование и структуру техногенных породных массивов с непрерывным гранулометрическим составом, образующихся при ведении открытых горных работ, и разработку рекомендаций по применению разработанных моделей в горном деле.

Цель работы - разработка математических моделей и методов расчета физических параметров насыпных отвальных массивов для оперативной оценки и управления их состоянием.

Идея работы заключается в учете технологии формирования техногенных породных массивов при построении их математических моделей и расчете физико-технических параметров.

Задачи исследования:

- обосновать горно-технические и технологические параметры для имитационно-математического моделирования насыпных массивов коренных пород вскрыши;

- разработать математическую модель, алгоритм и компьютерную программу имитационного моделирования структуры насыпных породных массивов и расчета их структурных и физических параметров;

- разработать рекомендации по использованию структурных моделей для инженерных расчетов физических параметров насыпных породных массивов.

Методы исследований: физическое и математико-имитационное моделирование; натурные исследования; обработка экспериментального материала и результатов моделирования методами математической статистики; методы объектно-ориентированного программирования в среде Visual Basic.

Основные научные положения, выносимые на защиту:

- применение бульдозерной периферийной и экскаваторной технологий отвалообразования приводит к разделению пород по крупности частиц, причем нижняя треть отвалов формируется из крупных кусков породы (deр = 0,8 м), средняя - средних (с?ср = 0,4 м), а верхняя - мелкий (dcp = 0,05 м), при этом степень неоднородности гранулометрического состава для нижних слоев составляет Си = 2,2-2,4, а верхнего слоя - более 20;

- насыпные массивы коренных пород вскрыши адекватно моделируются квазистатической укладкой частиц изометричной формы с непрерывно заданным гранулометрическим составом (размеры частиц от 0,1 до 2 м) и с учетом технологии формирования массива;

- значения физических параметров насыпных породных массивов находятся в степенной зависимости от весового содержания определяющих классов крупности пород (для плотности - фракции 0,25-1/) м и более 1,7 м; для удельной поверхности - фракции 0,25-1,5 м и менее 0,1 м; для коэффициента фильтрации - фракции 0,7-1 м, 0,25-0,5 м и менее 0,1 м).

Научная новизна работы заключается:

- в установлении влияния экскаваторной и бульдозерной периферийной технологии отсыпки на разделение крупности частиц породы по высоте отвала;

- в разработке математической модели, алгоритма и программы имитационного моделирования насыпных породных массивов, образующихся при ведении открытых горных работ;

- в установлении зависимости плотности, удельной поверхности, коэффициента фильтрации от весового содержания отдельных классов крупности час-

тиц породы в отвальных массивах.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается:

- применением апробированных методов теории вероятностей и математической статистики;

- достаточным по статистическим критериям объемом выборок, определяющих структурные параметры массива разрушенных горных пород (более двухсот наблюдений для каждого параметра);

- сходимостью (на 5-процентном уровне значимости) расчетных значений структурных и физико-технических параметров массива разрушенных горных пород с полученными экспериментальными данными и результатами других исследователей.

Личный вклад автора заключается:

- в систематизации и научном обобщении методов исследования структурных, физико-технических и механических параметров техногенных породных массивов;

- в экспериментальных исследованиях и теоретических расчетах, направленных на изучение внутренней структуры техногенных породных массивов и изучение закономерностей ее изменения;

- в разработке математической модели, алгоритма и программы имитационного моделирования формирования и расчета структурных и физико-технических параметров техногенных породных массивов;

- в обработке экспериментальных данных и получении регрессионных зависимостей структурных и физико-технических параметров.

Научное значение работы заключается в построении математических моделей и разработке методов расчета физических параметров насыпных отвальных массивов для оперативной оценки и управления их состоянием.

Практическая ценность работы. Результаты выполненных исследований позволяют использовать разработанную методику .и программное обеспечение для изучения структурных, физико-технических и механических параметров

техногенных породных массивов с учетом гранулометрического состава слагающих их пород и технологии их формирования для прогнозирования и оперативного управления их фильтрационными и прочностными свойствами.

Реализация работы. Разработанные методики и программное обеспечение используются при проектировании искусственных фильтрующих массивов на ОАО "Разрез Кедровский".

Апробация работы. Основные научные положения диссертационной ра) боты докладывались и обсуждались на Ш Международной научно; практической конференции "Природные и интеллектуальные ресурсы Сибири. , СИБРЕСУРС-99" (Кемерово, 1999 г.); Всероссийской научно-технической конференции "Экологические проблемы горно-металлургического комплекса" (Красноярск, 2000 г.); IV Международной научно-практической конференции "Безопасность жизнедеятельности в угольных регионах" (Кемерово, 2000 г.); VI Международном научном симпозиуме "Проблемы экологии и освоения недр" (Томск, 2002 г.); Научной конференции "РИО-Ю: Экологическая безопасность как ключевой фактор устойчивого развития" (Москва, 2002 г.); V Международной научно-практической конференции "Природные и интеллектуальные ресурсы Сибири" (Кемерово, 2002 г.); заседании технического совета ОАО "Разрез Кедровский" (пос. Кедровка, 2003 г.); научно-практических конференциях студентов, аспирантов и профессорско-преподавательского состава КузГТУ (19992003 гг.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 печатных работ.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, че-* тырех глав, заключения, двух приложений и изложена на 119 страницах маши-

нописного текста, содержит 18 таблиц, 34 рисунка и список литературы из 83 наименований.

Автор выражает глубокую благодарность и признательность научному руководителю д.т.н., проф. Ю.В. Лесину; д.т.н., проф. В.А. Гоголину за помощь в проведении исследований, ценные советы и замечания, а также инженерно-техническим работникам ОАО "Разрез Кедровский" за помощь во внедрении

результатов исследований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Первая глава содержит обзор и анализ существующих отечественных и зарубежных методов моделирования зернистых сред, частным случаем которых являются техногенные дисперсные несвязные природные перемещенные насыпные образования или техногенные породные массивы (ТПМ); анализируются проблемы, связанные с возведением ТПМ на разрезах Кузбасса. Показано преимущество метода математического моделирования структуры ТПМ перед методами лабораторных и натурных исследований.

Основы модельного представления зернистой среды были заложены такими учеными, как С. Слихтер, И. Козени, П. Карман, и получили дальнейшее развитие в трудах как отечественных (C.B. Кузнецов, Б.Г. Тарасов, В.А. Воробьев, В.П. Кивран, В.К. Корякин, Р.И. Аюкаев, В.В. Буренкова, В.Н. Потураев и др.), так и зарубежных (С. Анник, Дж. Берналл, Д. Блэр, П. Эвеск, JI. Холидей, И. Кишино. К. Лиффман, Д. Мьюет, Л. Оджер, Е. Трой, В. Вискер и др.) ученых.

В настоящее время достигнут высокий уровень развития аналитических и численных методов реализации моделей зернистых сред, который позволяет с приемлемой для практики точностью отразить в расчетных схемах отдельный элемент (представительный объем) строения массива разрушенных пород, а также протекающие в нем процессы, что отражено в работах Ю.В. Лесина, В.А. Гоголина, Ю.А. Рыжкова, В.А. Шалаурова, Н.В. Карпенко, И.А. Паначева, К. Баги, Г. Джэйгера, С.Р. Нейджл, Д. Мюллера, А. Ткаченко, Т. Уиттена и других отечественных и зарубежных ученых.

Однако анализ практических методов моделирования структуры зернистых сред показывает, что применение однотипных моделей не позволяет с достаточной точностью описывать физико-технические параметры отвалов как массивов пород, а, следовательно, и управлять их состоянием.

Во второй главе обоснованы горно-технические и технологические параметры имитационно-математического моделирования насыпных отвальных массивов разрезов Кузбасса.

Площади, отводимые под размещение отвалов при открытой разработке месторождений полезных ископаемых, составляют существенную долю от всех площадей под горными работами. Отвалы при ведении открытых горных работ занимают до 66% площадей, отведенных под горные работы, или 40% всех земельных отводов ОАО "ХК Кузбассразрезуголь". Решающее влияние на строение -отвала оказывает технология его отсыпки и гранулометрический состав отсыпаемых пород.

Основная часть коренных пород вскрыши на разрезах Кузбасса укладывается в бульдозерные отвалы. Это обусловлено низкими удельными затратами на транспортировку вскрышных пород средних и нижних горизонтов карьеров с применением автотранспорта, что и определяет выбор исследований насыпных отвалов, формируемых по бульдозерной технологии.

Изучение структурных характеристик отвальных массивов проводилось в лабораторных условиях и на разрезах ОАО "ХК Кузбассразрезуголь".

Гранулометрический состав мелкокусковой части отвалов (как правило, это верхняя треть) исследовался ситовым рассевом, что обусловлено небольшими размерами частиц породы в этой части отвалов; остальной части (крупнокусковой) - методом косоугольной фотопланиметрии откосов с последующей обработкой данных системой распознавания образов и автоматического определения гранулометрического состава, что позволило установить функцию кусковатости породы в отвалах (рис. 1).

В результате натурных исследований строения отвальных массивов выявлено, что нижняя часть отвалов, отсыпанных по экскаваторной или бульдозерной периферийной технологии, сформирована из кусков породы средним размером с1ср = 0,8-1 м, средняя часть из кусков размером с1ср = 0,4-0,6 м, верхняя -преимущественно из кусков размером менее 0,1 м, что обусловлено особенно-

стями гравитационного массопереноса кусков породы по откосу отвала в процессе его отсыпки. При отсыпке отвалов площадным способом фракционирования крупности кусков породы по высоте не наблюдается.

W, % 100

0,001 0,01 0,1 1 2 d, м

Рис. 1. Гранулометрический состав отвалов коренных пород вскрыши: 1, 2, 3 - соответственно мелко-, средне- и крупнокусковая части отвала; 4 - весь массив

В результате анализа формы кусков породы отвальных массивов коренных пород вскрыши выявлено, что соотношение длины А, ширины В и толщины

С. кусков породы А:В:С= 1 : 0,75 : 0,6, что согласуется с результатами исследований формы частиц разрушенных взрывом пород, проведенных ЮЛ. Рыжковым и В.Н. Орловым (А : В : С = 1 : 0,7 : 0,5). Для математического описания положения частицы, имеющей отличную от изометричной форму, требуется значительное число обобщенных координат. В связи с этим модельным представлением частицы может служить изометричное тело, размер которого равен (по результатам исследований A.C. Ташкинова и A.B. Бирюкова) диаметру объема реальной частицы.

В третьей главе приведены разработанные математическая модель, алгоритм программы и результаты численного имитационного моделирования структуры ТПМ, а также результаты расчетов физико-технических характеристик массива.

Математическая модель возведения насыпного породного массива (отвала) предполагает квазистатическую (т.е. без учета трения между частицами и динамики их соударений) укладку частиц с учетом их реального гранулометрического распределения и технологии возведения отвала и сводится к следующему.

Перед упаковкой каждой частицы выбирается ее радиус по гранулометрической характеристике, рассчитанной по числу частиц.

Начальное положение частицы задается с соблюдением начальных условий:

х0 = const, z0 = (Но - г0), м (1)

где jc0 - горизонтальная координата частицы, м\ го - радиус пакуемой частицы, м; #о - высота отвала, м

После этого находится ранее упакованная частица (если таковая имеется), которой коснется пакуемая при вертикальном опускании вниз. Если ранее упакованная частица имеется, то пакуемая скатывается по ней до встречи со следующей частицей или основанием упаковки.

Когда достигается максимальная высота модели отвала Н0 (т.е. упаковка новой частицы невозможна), начальная координата х0 увеличивает свое значение на Ах, величина которой определяется применяемой технологией отвалооб-разования. При бульдозерной периферийной технологии Ах = г0 + г', где г' -радиус самой верхней частицы в модели. Для экскаваторной технологии Ах = А, где А - шаг экскаваторной заходки. Для бульдозерной площадной технологии начальное положение частицы будет описываться условием, аналогичным условию (1), но с той разницей, что горизонтальная координата будет равномерно распределена по всей ширине отвала:

Го ¿Хо <{тх- г0), (2)

где тх - ширина моделируемого массива, м.

Разработанный алгоритм реализован в виде официально зарегистрированной программы структурного моделирования зернистых сред.

Результатом работы моделирующей программы является матрица обобщенных координат частиц отвального массива, содержащая в себе координаты центров упакованных частиц и их радиусы.

Было проведено численное моделирование формирования отвальных массивов, возведенных с применением различных технологий отсыпки (рис. 2).

Относительная плотность, пористость, удельная поверхность определялись следующим методом. Внутри смоделированной структуры отвала выделялся слой толщиной 1/4 минимального радиуса частицы (рис. 3).

Затем рассчитывалась общая площадь слоя Бо (рис. 3, а), сумма круговых

слоев и сегментов (2 ), отсекаемых от п кругов рассматриваемым слоем, и

п п

сумма длин дуг АВ и СБ С£1т + Е'со/ ) (Рис- 3> б)-

1-1 /м

Локальные значения относительной плотности р на некотором расстоянии

от нижней границы (основания) упаковки можно определить как р = (££>, )/5о,

п п

пористости п = 1-р и удельной поверхности как а = (£1Ав. + У]/с0- )/(£<?-

1=1 ' 1-1 '

), м-1 (рис. 3,6).

Применение данного алгоритма позволило определить граничный эффект, оказываемый основанием модели. Критерием оценки служило значение относительной плотности р. Ширина зоны граничного эффекта для отвального массива, отсыпанного по периферийной технологии, составляет 1,5-2 средневзве-

шенных радиуса частиц нижней трети отвального массива. Для модели отвала, отсыпанного по площадной технологии, это значение составляет приблизительно 0,5 среднего радиуса частицы массива. Учет зоны граничного эффекта позволяет более точно прогнозировать значения физико-технических характеристик отвальных массивов.

а)

б)

Рис. 2. Фрагменты структурных моделей отвалов, отсыпанных с применением бульдозерной технологии отсыпки: а- по периферийной схеме; б- по площадной схеме отвалообразования

По результатам численных экспериментов были получены распределения плотности и удельной поверхности в зависимости "от высоты отвальных масси-

bob с различным строением. На рис. 4 и 5 показано изменение относительной плотности и удельной поверхности отвальных массивов с различным строением в зависимости от их высоты.

Выявлено, что для фракционированной структуры отвального массива среднее значение относительной плотности Рср в нижней и средней частях массива колеблется от 0,82 до 0,85, в верхней части отвала pq,« 0,86. Для смешанной структуры рср » 0,85 по всей высоте массива.

Рис. 3. Расчетная схема к определению плотности, пористости, удельной поверхности: а - выделенный слой; б - параметры расчетной схемы

Установлено, что для фракционированной структуры отвала наблюдается ярко выраженное увеличение удельной поверхности в его верхнем слое из-за повышенного содержания мелких фракций: для нижнего и среднего слоя такого отвала аср= 15-20 м"1, в то время как для верхнего слоя аср = 90-100 м"1. Для смешанной структуры среднее значение удельной поверхности лежит в пределах 50-80 м*1.

Р, % 100

1 1, м

О 10 20 " 30

Рис. 4. Изменение относительной плотности р в зависимости от высоты

отвала Ъ для различных структур: 1 - фракционированная; 2 - смешанная а, кг1

130

0 5 10 15 20 25 30

Рис. 5. Изменение удельной поверхности а в зависимости от высоты отвала Ъ для различных структур: 1 - фракционированная; 2 - смешанная

На рис. 6 представлено изменение координационного числа К (числа контактов, приходящихся на одну частицу) от относительного диаметра слагающих отвал частиц. Установлено, что среднее координационное число для фракционированной структуры составляет 6, а для смешанной - 20 контактов из-за того, что относительно крупные частицы контактируют с большим числом относительно мелких частиц.

Рис. 6. Изменение координационного числа К в зависимости от относительного диаметра частиц с1Штт для различных структур: 1 - фракционированная; 2 - смешанная

Установлена степенная зависимость координационного числа от относительного диаметра частиц:

К=а (с!/с1тт)ь, (3)

где а = 3,49, Ь -- 0,35 для фракционированной структуры; а = 3,2, Ъ = 0,75 для смешанной структуры отвала.

Значения плотности, пористости, удельной поверхности и координационного числа могут использоваться при расчете возможности возгорания отвалов. Разработанный алгоритм моделирования структуры насыпных породных

массивов и расчета их структурных и физических параметров реализован в виде официально зарегистрированной компьютерной программы (Свидетельство РОСПАТЕНТа № 2003610170 об официальной регистрации программы для ЭВМ "Программа структурного моделирования зернистых сред 1.0 (ПСМЗС 1.0)" от 16.01.2003 / С.О. Марков, Ю.В. Лесин, В.А. Гоголин, М.А. Тюленев.)

Четвертая глава содержит рекомендации по использованию результатов численного структурного моделирования в инженерных расчетах.

На основе результатов натурных исследований фильтрационных свойств отвальных массивов с фракционированной структурой, проведенных на разрезах Кузбасса и в КузПИ Ю.А. Рыжковым и Ю.В. Лесиным, были получены различные значения коэффициента фильтрации для крупно- и мелкокусковых слоев отвалов коренных пород вскрыши. С использованием структурных моделей фракционированных отвалов коренных пород вскрыши методами дробно-фаьсгорного эксперимента и дисперсионного анализа были выявлены фракции пород отвалов, оказывающие наибольшее влияние на значение коэффициента фильтрации: это фракции размером кусков менее 0,1 м; 0,25-0,5 м и 0,7-0,1 м (при соответствующем содержании их в отвальном массиве Ж], Ж2и Жз). Полученная нелинейная многофакторная регрессионная модель зависимости коэффициента фильтрации Кф от содержания вышеуказанных фракций в отвале:

Кф = 0,011 • Щ • \Л/32 + 0,062 • Щ • \Л/| + 4,786 • 10-3 • \Л/| - 0,056 ■ \Л/32 -

- 0,025 • Щ ■ \Л/2 • \Л/3 + 0,071 • \Л/| • Щ - 0,21 • \Л/2 • \Л/3 + 0,127 Щ +

+ 3,624 • 10"3 • Щ • \Л/3 - 0,012 • \Л/П2 • \Л/3 - 0,072 • Щ • \Л/| + 0,054 • \Л/| -

(4)

- 0,172 • \Л/| + 0,202 ■ \Л/2 + 0,079 • УУ, - \Л/2 - 0,022 • У^2 • \Л/2 - 0,071 -

- 0,052 ■ М, + 0,056 • У^2 - 0,014 • \Л/.,3, м / сут .

Анализ модели показывает, что остаточная дисперсия й2 меньше дис-

Персии случайности 50, что свидетельствует об адекватности выбранной модели прогноза коэффициента фильтрации в зависимости от содержания определенных фракций по высоте фракционированного отвального массива.

Для плотности и удельной поверхности были получены аналогичные модели и подтверждена их адекватность. При этом выявлено, что определяющее влияние на значение плотности отвального массива оказывают фракции с размером частиц породы;

- 0,25-0,7 м и более 1,7 м для фракционированной структуры;

- 0,25-1,0 м для смешанной структуры отвала.

На значения удельной поверхности наибольшее влияние оказывают фракции с крупностью частиц породы:

- 0,25-0,5 м и 0,7-1,5 м для фракционированной структуры;

- 0,25-0,7 м и менее 0,1 м для смешанной структуры отвала.

Результаты имитационного моделирования породных массивов применимы для определения зон возможных деформаций отвального массива. Достаточно найти соотношения нормальных и касательных напряжений, возникающих в точках контактов между частицами массива, и таким образом определить его устойчивость.

На основе уравнений статистической механики зернистых сред, описывающих распределения напряжений, и данных структурной модели отвала (координат частиц и их координационных чисел) были отстроены эпюры нормальных (стх, ст2) и касательных (тга) напряжений в основании отвала, находящегося в естественном напряженно-деформированном состоянии (рис. 7).

Оценка зон возможного сдвижения частиц породы по уравнению равновесия зернистой среды дает возможность оценить устойчивость отвального массива под действием веса горнотранспортного оборудования.

ах, Ст2, тх2,

МПа

50 40 30 20 10 0

■ А А** .ДАД А ДА к А ДА

л4

А*" & 1

л*4 о оа° 1 ОО 1 □ □□□ □ □па □ □ □ (ООО 0 □а оп< аса ю ас

.н» * ■ XXX) х ххх 1 *х * *«* *Х «„ * * * и ТХ2 «X хх5 *** . 1

О 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65

Рис. 7. Распределение нормальных и касательных напряжений по основанию отвала (значение абсциссы X = 65 м соответствует оси отвала).

Разработанные методы имитационно-математического моделирования структур отвальных массивов, возводимых с использованием различных технологий, и расчета их физико-технических и механических параметров позволили оценить возможность использования внешних отвалов ОАО "Разрез Кедров-ский" в качестве искусственных фильтрующих массивов для очистки карьерных сточных вод.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертация является научно-квалификациоЬной работой, в которой содержится решение задачи структурного моделирования отвальных массивов, обеспечивающее оперативную оценку их физико-технических параметров и управление их состоянием, и имеющее существенное значение для угледобывающей отрасли.

Основные научные и практические результаты заключаются в следующем.

1. В результате анализа способов изучения строения и физико-

технических параметров насыпных породных отвалов, образующихся при ведении открытых горных работ, установлено, что применение инструментальных методов как в лабораторных, так и в полевых условиях, во многих случаях нецелесообразно из-за значительных материальных затрат проведения экспериментов. Применение ранее разработанных методов математического моделирования зернистых сред для определения физико-технических параметров и для оперативной оценки и управления их состоянием нецелесообразно в связи с тем, что в них не учитываются технологические особенности формирования отвальных массивов.

2. Особенности гравитационного массопереноса, связанные с различной крупностью кусков коренных пород вскрыши, в процессах отвалообразования в большинстве случаев обусловливают неоднородное строение отвальных массивов по высоте. Выявлено, что нижняя часть отвальных массивов, отсыпанных по экскаваторной или бульдозерной периферийной технологии, сформирована из кусков породы средним размером с!ср = 0,8-1 м, средняя часть из кусков размером 4^ = 0,4-0,6 м, верхняя - преимущественно из кусков размером менее 0,1 м.

3. Процесс формирования техногенного массива разрушенных коренных пород вскрыши адекватно моделируются квазидинамической плотной укладкой частиц изометричной формы и заданного гранулометрического состава с учетом технологии его отсыпки. Разработанные алгоритмы и программы имитационно-математического моделирования формирования насыпных массивов коренных пород вскрыши позволяют получать структурные модели, наиболее полно учитывающие особенности строения реальных отвалов на разрезах Кузбасса.

вов: для фракционированной структуры она составляет 1,5-2 средних диаметра частиц нижнего слоя массива; для смешанной структуры - 0,5-1 средний диаметр уложенных частиц.

5. Разработанные методы имитационно-математического моделирования структур отвальных массивов, возводимых по различным технологиям, и расчета их физико-технических параметров (плотности, пористости, удельной поверхности, координационного числа, коэффициента фильтрации) позволяют управлять состоянием насыпных отвалов или давать оперативную оценку их состояния.

6. Оценка зон возможного сдвижения частиц породы по уравнению равновесия зернистой среды дает возможность оценить устойчивость отвального массива под действием веса горнотранспортного оборудования.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах.

1. Лесин Ю.В. Моделирование кусковых массивов горных пород/ Ю.В. Лесин, С.О. Марков// Природные и интеллектуальные ресурсы Сибири. СИБРЕСУРС - 99: Материалы Ш Междунар. науч.-практ. конф. 16-18 ноября 1999 г. - Кемерово, 1999. - С. 49-50.

2. Марков С.О. Моделирование структуры'массивов разрушенных горных пород / С.О. Марков, М.А. Тюленев// Экологические проблемы горнометаллургического комплекса: Сб. материалов Всеросс. научн.-техн. конф. -Красноярск, 2000. - С. 84-86.

3. Тюленев М.А. Фильтрационная очистка карьерных сточных вод от взвесей / М.А. Тюленев, С.О. Марков// Экологические проблемы горнометаллургического комплекса: Сб. материалов Всеросс. научн.-техн. конф. -Красноярск, 2000. - С. 86-87.

4. Лесин Ю.В. Прогноз качества очистки карьерных вод от взвесей фильтрованием через отвальные массивы / 'Ю.В. Лесин, С.О. Марков, М.А. Тюленев// Безопасность жизнедеятельности предприятий в угольных ре-

гионах: Материалы IV Междунар. научн.-практ. конф. 21-23 ноября 2000 г. -Кемерово, 2000. - С. 165-166.

5. Марков С.О. Влияние граничного эффекта на физико-структурные характеристики раздельнозернистой среды// Проблемы геологии и освоения недр: Материалы VI Международного научного симпозиума. - Томск, 2002.

6. Марков С.О. Использование земель на разрезах Кузбасса// Природные и интеллектуальные ресурсы Сибири: Материалы V Междунар. науч,-практ. конф. - Кемерово, 2002. - С. 166-167.

7. Свидетельство № 2239 Программа структурного моделирования техногенных породных массивов / Марков С.О., Лесин Ю.В., Гоголин В.А., Тюле-нев М.А. - М.: ВНТИЦ, 2003. - № 50200200670.

8. К вопросу о распределении нагрузки в несвязной зернистой среде / С.О. Марков // Вестн. КузГТУ. - 2003. - № 3. - С. 21-24.

9. Марков С.О. Программа структурного моделирования техногенных породных массивов / С.О. Марков, Ю.В. Лесин, В.А. Гоголин, М.А. Тюленев // Компьютерные учебные программы и инновации. - 2003, № 4. - С.17.

10. Markov S.O. Program of the waste dumps structure modeling /S.O. Markov, J.V. Lesin, V.A. Gogolin, M.A. Tioulenev/ The magazine Computing teaching programs and innovation. - 2003, № 4. - P.17.

Подписано в печать 08.09.2003 Формат 60x84/16. Бумага офсетная. Отпечатано на ризографе. Печ. л. 1. Тираж 100 экз. Заказ ГОУ КузГТУ, 650026, Кемерово, ул. Весенняя, 28. Типография ГОУ КузГТУ, 650099, Кемерово, ул. Д. Бедного, 4А.

I \

)

I /

i' j

(

P 1 4 0 3 2

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Марков, Сергей Олегович

ВВЕДЕНИЕ

СОДЕРЖАНИЕ

1. АНАЛИЗ И ОБОБЩЕНИЕ ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ.

1.1. Техногенные породные массивы.

1.2. Методы исследования структурных и механических параметров техногенных породных массивов.

1.3. Цель и задачи исследования.

Выводы.

2. ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ СТРУКТУРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ТЕХНОГЕННЫХ ПОРОДНЫХ МАССИВОВ

2.1. Технологические схемы возведения породных отвалов на угольных разрезах.

2.2. Исследование гранулометрического состава отвальных массивов.

2.3. Исследование строения породных отвалов.

Выводы.

3. ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ОТВАЛЬНЫХ МАССИВОВ

3.1. Алгоритм и программа численного моделирования.

3.2. Влияние граничного эффекта на результаты моделирования.

3.3. Результаты численного структурного моделирования . 71 Выводы.

4. МЕТОДИКА ПРОГНОЗИРОВАНИЯ И УПРАВЛЕНИЯ

СОСТОЯНИЕМ ОТВАЛЬНОГО МАССИВА С

ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СТРУКТУРНЫХ МОДЕЛЕЙ.

4.1. Расчет распределения напряжений в отвальном массиве.

4.2. Расчет коэффициента фильтрации.

4.3. Расчет плотности и удельной поверхности отвальных массивов.

Выводы.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Структурное моделирование насыпных отвальных массивов разрезов Кузбасса"

В настоящее время в Кузбассе из всех отраслей промышленности наибольшую техногенную нагрузку на окружающую среду создает угледобывающая отрасль. Поскольку на ближайшие 5-10 лет планируется увеличение доли открытых горных работ до 70% от всего объема добычи угля, то воздействие угледобывающей отрасли на окружающую среду и область хозяйственной деятельности человека в значительной степени будет определяться последствиями открытых горных разработок. Существенным негативным фактором ведения открытых горных работ является создание значительных объемов дисперсных несвязных природных перемещенных насыпных образований (отвалов коренных пород вскрыши) или, в общем случае, техногенных породных массивов.

Один из наиболее существенных факторов, определяющих физические свойства техногенных породных массивов - это геометрическая структура порового пространства и минеральной фазы, т.е. состояние системы твердых частиц определяется ее геометрией: крупностью частиц, их формой и способом упаковки. Причем параметры взаимного расположения частиц (межцентровые расстояния, ориентация, углы между отрезками, соединяющими центры частиц, координационное число и др.) оказывают решающее влияние на макроскопические характеристики среды (насыпную плотность, удельную поверхность, фильтрационные характеристики, несущую способность и пр.) В связи с этим возникает вопрос определения указанных параметров с целью оперативной оценки и управления состоянием насыпных техногенных массивов коренных пород вскрыши.

Инструментальные методы исследования структурных и физико-технических характеристик массивов, состоящих из кусков породы сравнительно больших размеров, в большинстве случаев неприменимы из-за своей дороговизны. В связи с этим возникает необходимость обратиться к математическим моделям зернистых сред. С помощью математических моделей можно прогнозировать и оперативно оценивать структурные и механические параметры, которые весьма проблематично или невозможно исследовать инструментально. К таким параметрам можно отнести, например, распределение плотности и удельной поверхности, фильтрационные характеристики, устойчивость насыпного породного массива. Следовательно, изучение внутренней геометрии (структуры и текстуры) насыпных породных массивов на математических моделях в значительной мере является решением проблемы определения их физических свойств.

Известные модели ряда отечественных и зарубежных авторов имеют ряд недостатков, к которым можно, например, отнести одинаковый размер частиц либо относительно высокую однородность моделируемой среды, упорядоченность упаковки.

Задачи исследования:

Методы исследований: физическое, математико-имитационное моделирование, натурные исследования; обработка экспериментального материала и результатов моделирования методами математической статистики; методы объектно-ориентированного программирования в среде Visual Basic.

Основные научные положения, выносимые на защиту:

• применение экскаваторных и бульдозерной периферийной технологий отвалообразования приводит к разделению пород по крупности частиц, причем нижняя треть отвалов формируется из крупных кусков породы (dcp = 0,8 м), средняя - средних (cfcp = 0,4 м), а верхняя - мелких (с(Ср = 0,05 м). При этом степень неоднородности гранулометрического состава для нижних слоев составляет Си = 2,2-2,4, а верхнего слоя -более 20.

• насыпные массивы коренных пород вскрыши адекватно моделируются квазидинамической укладкой частиц изометричной формы с непрерывно заданным гранулометрическим составом (размеры частиц от 0,1 до 2 м) и с учетом технологии формирования массива.

• значения физических параметров насыпных породных массивов находятся в степенной зависимости от весового содержания определяющих классов крупности пород: для плотности - фракции 0,25-1,0 м и более 1,7 м; для удельной поверхности - фракции 0,25-1,5 м и менее

0,1 м; для коэффициента фильтрации - фракции 0,7-1 м, 0,25-0,5 м и менее 0,1 м.

Научная новизна работы заключается:

- в разработке математической модели, алгоритма и программы имитационного моделирования насыпных породных массивов, образующихся при ведении открытых горных работ; 4

- в установлении зависимости плотности, удельной поверхности, коэффициента фильтрации от весового содержания отдельных классов крупности частиц породы в отвальных массивах.

Достоверность научных результатов подтверждается

- применением апробированных методов теории вероятностей и математической статистики;

- достаточным по статистическим критериям объемом выборок, определяющих структурные параметры массива разрушенных горных пород;

- сходимостью расчетных значений структурных и физико-технических параметров массива разрушенных горных пород с полученными экспериментальными данными и данными других исследователей.

Личный вклад автора заключается:

Практическая ценность работы. Результаты выполненных исследований позволяют использовать разработанную методику и программное обеспечение для изучения структурных, физико-технических и механических параметров техногенных породных массивов с учетом гранулометрического состава слагающих их пород и технологии их формирования для прогнозирования и оперативного управления их фильтрационными и прочностными свойствами.

Апробация работы. Основные научные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на III Международной научно-практической конференции "Природные и интеллектуальные ресурсы Сибири. СИБРЕСУРС-99" (Кемерово, 1999 г}; Всероссийской научно-технической конференции "Экологические проблемы горнометаллургического комплекса" (Красноярск, 2000 г.); IV Международной научно-практической конференции "Безопасность жизнедеятельности в угольных регионах" (Кемерово, 2000 г.); VI Международном научном симпозиуме "Проблемы экологии и освоения недр" (Томск, 2002 г.); Научной конференции "РИО-Ю: Экологическая безопасность как ключевой фактор устойчивого развития" (Москва, 2002 г.); V Международной научно-практической конференции "Природные и интеллектуальные ресурсы Сибири" (Кемерово, 2002 г.); заседании технического совета ОАО "Разрез Кедровский" (пос. Кедровка, 2003 г.); научно-практических конференциях студентов, аспирантов и профессорско-преподавательского состава

КузГТУ (1999-2003 гг.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 печатных работ.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, двух приложений и изложена на 119 страницах машинописного текста, содержит 18 таблиц, 34 рисунка и список литературы из 83 наименований.

Заключение Диссертация по теме "Геомеханика, разрушение пород взрывом, рудничная аэрогазодинамика и горная теплофизика", Марков, Сергей Олегович

ВЫВОДЫ

1. Оценка зон возможного сдвижения частиц породы с использованием уравнения статики сыпучей среды дает возможность оценить деформацию отвального массива под действием веса горнотранспортного оборудования.

2. Установлены нелинейные многофакторные зависимости относительной плотности и удельной поверхности от гранулометрического состава кусковых отвальных массивов.

3. Установлена нелинейная зависимость коэффициента фильтрации от гранулометрического состава фракционированного по высоте кускового отвального массива.

4. Полученные зависимости физико-технических параметров насыпных массивов коренных пород вскрыши (плотности, пористости, удельной поверхности, коэффициента фильтрации) от гранулометрического состава отвальных массивов представляют собой инженерный метод подбора гранулометрического состава и (или) технологии возведе ния отвалов для формирования насыпных массивов с заданными физи ко-техническими свойствами.

Ill

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертация является научно-квалификационной работой, в которой содержится решение задачи структурного моделирования отвальных массивов, обеспечивающее оперативную оценку их физико-технических параметров и управление их состоянием, и имеющее существенное значение для угледобывающей отрасли.

Основные научные и практические результаты заключаются в следующем.

1. В результате анализа способов изучения строения и физико-технических параметров насыпных породных отвалов, образующихся при ведении открытых горных работ, установлено, что применение инструментальных методов как в лабораторных, так и в полевых условиях, во многих случаях нецелесообразно из-за значительных материальных затрат проведения экспериментов. Применение ранее разработанных методов математического моделирования зернистых сред для определения физико-технических параметров и для оперативной оценки и управления их состоянием нецелесообразно в связи с тем, что в них не учитываются технологические особенности формирования отвальных массивов.

2. Особенности гравитационного массопереноса, связанные с различной крупностью кусков коренных пород вскрыши, в процессах от-валообразования в большинстве случаев обусловливают неоднородное строение отвальных массивов по высоте. Выявлено, что нижняя часть отвальных массивов, отсыпанных по экскаваторной или бульдозерной периферийной технологии, сформирована из кусков породы средним размером dcp = 0,8-1 м, средняя часть из кусков размером dcp = 0,4-0,6 м, верхняя - преимущественно из кусков размером менее 0,1 м.

4. Разработанные на основе геометрических методов алгоритмы и программы расчета относительной плотности, координационного числа и удельной поверхности отвальных массивов, позволяют оценивать граничный эффект и находить локальные значения структурных параметров. Определена зона проявления граничного эффекта для различных типов структур отвальных массивов: для фракционированной структуры она составляет 1,5-2 средних диаметра частиц нижнего слоя массива; для смешанной структуры - 0,5-1 средний диаметр уложенных частиц.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Марков, Сергей Олегович, Кемерово

1. Annie С. Geometrical properties of 2d packings of particles / C. Annie, D. Bideau, J. Lemaitre, J. P. Troadec, A. Gervois // Powders & Grains, 1993. - pp. 11 -16.

2. Bagi K. A quasi-static numerical model for micro-level analysis of granular assemblies// Mechanics of Materials. 1993. - No 16. - P. 101-110.

3. Bagi K. Geometrical modelling of granular assemblies// Acta Technica Acad. Sci. Hung. 1995-1996.-Vol. 107.- No 1-2. - P. 1-16.

4. Bagi K. Microstructural stress tensor of granular assemblies with volume forces// Journal of App. Mechanics. 1999. - Vol. 66. - P. 1-3.

5. Bagi K. Numerical analysis of high-order continua in the description of granular assemblies/ K. Bagi, I. Bojtar// Epites-es epiteszettudomany. 1989. - No 1-2. - P. 75-93.

6. Bagi K. Stress and strain in granular assemblies// Mechanics of Materials. 1996. - No 22. - P. 165-177.

7. Evesque P. A simple incremental modelling of granular-media// Poudres & Grains, 1999. - No 9. - pp. 1-12.

8. Ferrez J.-A. Parallel Implementation of a Distinct Element Method for Granular Media Simulation on the Cray T3D/ J.-A. Ferrez, D. Muller//EPFL Supercomputing Revue. 1996. - № 8.

9. Holliday L. Heterogeneity in Complex Materials and the Concept of the Representative Cell/ L. Holliday, G. Trackray// Nature. 1961- Vol. 201.

10. Kemeny J.M. Analysis of rock fragmentation using digital image processing/ J.M. Kemeny, A. Devgan, R. Hagaman, X. Wu// Journal of Geotechnical Engineering. 1993. - Vol. 119. - No. 7. - P. 1144-1160.

11. Kemeny J.M. New Advances in Digital Image Analysis Software to Quantify the Size Distribution of Fragmented Rock / J.M. Kemeny, K. Girdner, T. BoBo// MinnBlast '99: Minnesota's First International Surface Blasting Conference. -1999.

12. Kemeny J.M. Practical technique for determining the size distribution of blasted benches, waste dumps and heap leach sites // Mining Engineering. November 1994. - P. 1281-1284.

13. KishinoY. Disc model analysis of granular media // Micromechanics of Granular Materials, 1988. - pp. 143-152.

14. KozenyJ. Uber Kapillare Leiting des Wassers im Boden.-Sitzung Berichte Akad. Wiss., Wien, Nat. Kl. 1927. - Bd. 136.-Abt. 11a.-S. 271.

15. Liffman K. Forces in piles of granular material: an analytic and 3D DEM study/ K. Liffman, M.Nguyen, G.Metcalfe, P. Cleary// Granular Matter.-2001.-№3,-pp. 165-176.

16. Mueth D. M. Force distribution in a granular medium/ D. M. Mueth, H. M. Jaeger, S. R. Nagel // Phys. Rev. E. 1998. - Vol. 3164. - № 57.

17. Muller D. Using triangulations in computer simulations of granular media/ D. Muller, Th. M. Liebling// Mathematical Modelling and Scientific Computing. 1996. - Vol. 6.

18. Oger L. VoronoT tesselation of packing of equal spheres/ L. Oger, J.P. Troadec, P. Richard, A. Gervois, N. Rivier // Proceedings of the Third International Conference on Powders & Grains, Durham, North Carolina, 1997. - pp. 287-290.

19. RosatoA.D. Manufacture of powder compacts/ A.D. Rosato, Jr.T. Vreeland, F.B. Prinz// International Materials Reviews,-1991. Vol. 36. - No 2. - pp. 45-61.

20. RosatoA.D. Microstructure evolution in compacted granular beds / A.D. Rosato, D. Yacoub // Powder Technology, -2000. No 109. -pp. 255-261.

21. Russ J.C. The Image Processing Handbook. CRC Press, 1995.

22. Satake M. Discrete-mechanical formulation of granular materials // Report of ISSMFE, New Delhi, 1994. - pp. 1-6.

23. Slichter C. S. Theoretical investigation of the motion of ground waters// 19-th An. Rept U. S. Geol. Survey. 1899.-Vol. 2.-P. 295-384.

24. Tkachenko A. V. Stress Propagation through Frictionless Granular Material/ A. V. Tkachenko, T. A. Witten Электронный ресурс.- 1998.-Режим доступа: http://xxx.lanl.gov/abs/cond-mat/9811171, свободный.-Загл. с экрана. Яз. англ.

25. Tory Е. М. Comments on some types of random packing/ E. M. Tory, W. S. Jodrey// Adv. Mech. and Flow Granular Mater. Clousthal, 1983.-Vol.1.

26. Visscher W. M. Random packing of equal and unequal spheres in two and three dimensions/ W. M. Visscher, M. Bolsteri// Nature. 1972. - № 5374. - Vol. 239.

27. WangW.X. Image analysis of fragment size and shape/ W.X. Wang, F. Bergholm, O. Stephonsson // 5th Int. Symp. Rock Frag. Blasting, Balkema. -1996. P. 233-243.

28. Wise M. E. Dense random packing of unequal spheres// Philips Res. Repts. 1952.-Vol. 7.

29. Zhuang X. Simulation of the quasi-static mechanics and scalar transport properties of ideal granular assemblages / X. Zhuang, A.K. Didwania, J.D. Goddard // Journal of Computational Physics,-1995.-No 121.-pp. 331-346.

30. Андреев C.E. Дробление, измельчение и грохочение полезных ископаемых / С.Е.Андреев, В.А. Перов, В.В. Зверевич. М.: Недра, 1980. -415 с.

31. Аюкаев Р. И. Применение ЭВМ в исследовании физико-структурных свойств пористых материалов/ Р. И. Аюкаев, В. А. Воробьев, В. К. Кивран, В. П. Корякин. Куйбышев: Куйбышевский инж.-строит. ин-т им А. И. Микояна, 1976.

32. Бернал Дж. Экспериментальное моделирование простых жидкостей. Физика простых жидкостей. Статистическая теория/ Дж. Бернал, С. Кинг.-М.: Мир, 1971.

33. БирюковА. В. Статистические модели в процессах горного производства/ А. В. Бирюков, В. И. Кузнецов, А. С. Ташкинов. -Кемерово: Кузбассвузиздат, 1996.-228 с.

34. Буренкова В. В. Определение глубины проникания защищаемого материала в поры фильтра// М. 1969.- Сб. 5.- С. 8288. - (Тр. лаборатории гидротехнических сооружений)

35. Бэр Я. Основы фильтрации воды/ Я. Бэр, Д. Заславский, С. Ирмей. М.: Мир, 1971. - 452 с.

36. Веснов М.И. Исследование некоторых динамических свойств закладочного массива/ М.И. Веснов, Н.Н. Ванифатов// Прикладные задачи механики горных пород. М., 1977. - С. 47 - 49.

37. Воробьев В. А. Применение физико-математических методов в исследовании свойств бетона/ В. А. Воробьев, В. К. Кивран, В. П. Корякин. М.: Высшая школа, 1977. - 271 с.

38. Вуд В. Исследование простых жидкостей методом Монте-Карло // Физика простых жидкостей. Экспериментальные исследования: Пер. с англ. М.: Мир, 1973. - 400 с.

39. ГОСТ 25100-95 Грунты. Классификация = Soils. Classification. М.: Изд-во стандартов, 1996.

40. Демин A.M. Закономерности проявлений деформаций откосов в карьерах. М.: Наука, 1981. - 144 с.

41. Демин A.M. Методика прогноза нарушений устойчивости открытых горных выработок и отвалов. М.: ИГД им. А.А, Скочинского, 1972.- 33 с.

42. Демин A.M. Устойчивость открытых горных выработок и отвалов. М.: Недра, 1973. - 232 с.

43. Дьяконов В.П. Справочник по алгоритмам и программам на языке Бейсик для персональных ЭВМ,- М.: Наука, 1987.- С.91-92.

44. Дюк В. Обработка данных на ПК в примерах. СПб.: Питер, 1997.-240 с.

45. Истомина В. С. О расчетных размерах пор в фильтрах/ В. С. Истомина, В. В. Буренкова// М. 1969. - Сб. 5. - С. 67-82. - (Тр. лаборатории гидротехнических сооружений).

46. Кандауров И.И. Механика зернистых сред и ее применение в строительстве. Л.: Стройиздат, 1988. - 280 с.

47. Кандауров И.И. Расчет напряженного состояния и осадок оснований с применением цифровых вычислительных машин (Пособие по проектированию) / И.И. Кандауров, Е.М.Аксенов, В.П. Матвеев. Л.: Изд-во литературы по строительству, 1969. - 190 с.

48. Карпенко Н. В. Математическое моделирование структурных и физико-технических параметров массивов разрушенных горных пород: Автореф. дис. канд. техн. наук. Кемерово, 1993.

49. Кендалл М. Геометрические вероятности / М. Кендалл, П. Моран. М.: Наука, 1972. - 192 с.

50. Кузнецов С. В. Об одной модели пористого грунта. (Геометрические параметры и коэффициент фильтрации грунта) // Прикл. математика и техн. физика. 1961. - №1.

51. Лесин Ю. В. Математическое моделирование упаковки частиц массивов разрушенных горных пород/ Ю. В. Лесин, В. А. Гоголин// Изв. вузов. Горный журнал. 1987. - № 3.

52. Лесин Ю. В. Моделирование кусковых массивов горных пород / Ю. В. Лесин, С. О. Марков // Природные и интеллектуальныересурсы Сибири: Материалы III Междунар. науч.-практ. конф. / Кузбас. гос. техн. ун-т. Кемерово, 1999.

53. Лесин Ю. В. Очистка воды от взвесей в крупнокусковых породных массивах на шахтах и разрезах: Дис. докт. техн. наук.-Кемерово, 1990. 175 с.

54. Минц Д.М. Теоретические основы технологии очистки воды.-М.: Стройиздат, 1964. 156 с.

55. Об упругих и пластичных деформациях щебеночных покрытий/ А. К. Бируля. Харьков, 1939.- (Тр. Харьковского автодорожного института).

56. Потураев В. Н. О моделировании зернистой среды вычислительными методами / В. Н. Потураев, Ю. Г. Стоян, И. А. Шумек, Л. Д. Пономаренко, В. Г. Санисев// ФТПРПИ. 1989. - № 2. - С. 3-9.

57. Прокопенко С. А. Формирование композиционных отвальных массивов с повышенной плотностью при открытой разработке угольных месторождений Кузбасса: Автореферат дис. . канд. техн. наук. Кемерово, 1988. 24 с.

58. РебиндерП.А. О механической прочности пористых дисперсных тел/ П. А. Ребиндер, Е.Д.Щукин, Л. Я. Марголис // ДАН СССР. 1964. - Т. 154. - №3. - С. 695 - 698.

59. Ржевский В.В. Открытые горные работы. Ч. 1. Производственные процессы: Учебник для вузов,- 4-е изд., перераб. и доп. М.: Недра, 1985. - С. 495.

60. Ромм Е. С. Структурные модели порового пространства горных пород. Л.: Недра, 1985.

61. Роу П. Теоретический смысл и наблюдаемые величины деформационных параметров грунта // Определяющие законы механики грунтов. М.: Мир, 1975. - Вып. 2. - С. 76 - 143.

62. Рыжков Ю.А. О некоторых закономерностях фильтрации воды в закладочных массивах/ Ю.А.Рыжков, Ю.В.Лесин// ФТПРПИ. 1974, № 6. - С. 63-67.

63. Рыжков Ю. А. К вопросу оценки формы кусковых дробленых закладочных материалов/ Горное дело. М.: Недра, 1965.- Вып. VI.-(Тр. КГИ)

64. Рыжков Ю. А. Метод определения удельной поверхности кусковых закладочных материалов/Ю. А. Рыжков, В.Н.Орлов// Изв. вузов. Горный журнал. 1975. - № 11. - С. 13

65. Рыжков Ю. А. Моделирование структуры массивов из кусковых и зернистых материалов (плоская задача)/ Ю. А. Рыжков, В. А. Гоголин, Н. В. Карпенко // ФТПРПИ. 1992. - № 1. - С. 8-14.

66. Сантало Л. А. Интегральная геометрия и геометрические вероятности. М.: Наука, 1983. - 360 с.

67. Свидетельство № 2239 Программа структурного моделирования техногенных породных массивов / С.О. Марков, Ю.В. Лесин, В.А. Гоголин, М.А. Тюленев. М.: ВНТИЦ, 2003. - № 50200200670.

68. Свидетельство РОСПАТЕНТа № 2003610170 об официальной регистрации программы для ЭВМ "Программа структурного моделирования зернистых сред 1.0 (ПСМЗС 1.0)" от 16.01.2003;

69. Соколовский В.В. Статика сыпучей среды. М.: Физматгиз,1960.

70. Тарасов Б.Г. Газовый барьер угольных шахт/ Б.Г.Тарасов, В.А. Колмаков. М.: Недра, 1978. - 200 с.

71. Терцаги К. Строительная механика грунта на основе его физических свойств. М.-Л: Госстройиздат, 1933. - 392 с.

72. Типовые технологические схемы ведения горных работ на угольных разрезах. М.: Недра, 1982. -405 с.

73. Фисенко Г.Л. Устойчивость бортов карьеров и отвалов.- М.: Недра, 1965.—С. 134

74. Христианович С.А. Об основах теории фильтрации// ФТПРПИ, 1991.-№ 1. -С.3-18.

75. Хямяляйнен В. А. Гидродинамическое обоснование параметров технологии тампонажа массива обрушенных горных пород вокруг выработок// В.А. Хямяляйнен, Л. П. Понасенко, В. М. Пампура/ Вестн. Кузбас. гос. техн. ун-та. Кемерово, 1999. - № 3. - С. 49-50.

76. Шахунянц Г.М. Железнодорожный путь. Трансжелдориздат,1961.

77. Штумпф Г.Г. Физико-технические свойства горных пород и углей Кузнецкого бассейна: Справочник / Г.Г. Штумпф, Ю.А. Рыжков, В.А. Шаламанов, А.И. Петров. М.: Недра, 1994. -447 с.

78. Шалауров В.А. О деформациях искусственных целиков при разработке залежей с закладкой и обрушением // В.А. Шалауров,

79. A.M. Фрейдин, В.В. Кочетов / ФТПРПИ, 1993. №2. - С. 49-57.

80. Фрейдин A.M. О разработке рудных залежей под водоемами в регионах повышенной удароопасности // A.M. Фрейдин, В.А. Шалауров,

81. B.В. Кочетов / ФТПРПИ, 1994.-№ 2. С. 107-117.

82. Фрейдин А.М. Повышение эффективности разработки рудных месторождений Сибири и Дальнего Востока // A.M. Фрейдин, А.А. Еременко, В.А. Шалауров. Новосибирск: ВО Наука, 1992.

83. Паначев И.А. Определение грансостава массива горных пород // И.А. Паначев, Н.Я. Репин, А.В. Бирюков, А.С. Ташкинов / Изв. вузов. Горный журнал. Свердловск, 1970. - № 7.

84. Паначев И.А. Вероятностно-статистическое исследование кусковатости горных пород / И.А. Паначев, Н.Я. Репин, А.В. Бирюков // Математические методы в механике горных пород: Сб. науч. тр. Кузбасс, политехи, ин-т. Кемерово, 1970. - № 28.i •* ST'; j+J**^

85. PpC^fi<XOr'AliEHTCriB'O.TlO ПАТЕНТАМ1. РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯрда^7, нi у1. Лл i ,.

86. Правообладатель(ли);:. v<*. , , ; . ';••

87. Ctfted 0леюви1, Лесин $€fmd '■^ощщЩюшмб. -Jfafawif S.; TtfapkoS Cejneii GmwShI, Лесин $Gf>ud (ВасильвШ, ■:

88. Яоголип (Вл1еслаВ <Анатолъе6н1, Шюлёиев Максим У1штолъе6^ (RU)

89. Страна* Российская Федерация., . л;. .V V V:> '^.V ' : удо заявке No 2002612053, дата поступления: 18 ноября 2002 г.у/ 'д'-'. .:.'•' . •

90. Зарегистрировано в . Реестре программ для ЭВМг. Москва, 16 января 2003 г.. > , • SToMcpfLAbw>tu ijufietmwfit ** '. у с'Г.Й'. <J{it>f>/rj4<rt;1 \ 'ш

91. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КООРДИНАЦИОННЫЙ ЦЕНТР ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

92. ОТРАСЛЕВОЙ ФОНД АЛГОРИТМОВ И ПРОГРАММ

93. СВИДЕТЕЛЬСТВО ОБ ОТРАСЛЕВОЙ РЕ Г ИСTPАЦ И И РА 3 РАБ О Т К И

94. Настоящее свидетельство выдано на разработку: ;

95. Программа структурного моделирования техногенных породных массивов»зарегистрированную в Отраслевом фонде алгоритмов и программ.

96. Дата регистрации: 10 декабря 2002 года

97. Авторы: Марков С.О., Лесин Ю.В., Гоголин В.А., Тюленев М.А.1. Директор Госкоорцентра1. Г. Калинкевич

98. Руководитель ОФА А.И. Галкина1. Дата выдачи 30,0/, £003г1. Утверждаю

Информация о работе