1. Шароварников А.Ф., Ефимов А.А. Перспектива разработки и освоения «подслойного» тушения пожаров нефти и нефтепродуктов в резервуарных парках // Пожаровзрывобезопасность: Научно-технический журнал. М.: Ассоциация «Пожнаука». № 1. С. 62-67.
Условия разработки рудных залежей можно отнести к вязкоупругой среде с малыми деформациями во времени элементов конструкций систем разработки. Для решения вязкоупругих задач при малых деформациях разработан эффективный метод расчета с помощью переменных модулей. Известно [1], что решение линейно-наследственной ползучести сводится к замене упругих постоянных интегральными операторами. В горной геомеханике наиболее часто в качестве ядра ползучести (оператора) используется ядро Абеля
δ(
t–
τ)–
α [2]. При применении метода переменных модулей решение задачи линейно-наследственной ползучести при постоянных граничных условиях сводится к постановке в соответствующее решение задачи теории упругости уже не оператора, а функции от времени.
В работе используется временной оператор следующего вида [3]:
Et =
E / (1 +
Ft), (1)
где Ft = δt1–α / (1 – α), α, δ — параметры ползучести;
t — время.
Задачей исследований является определение параметров напряженно-деформированного состояния (НДС) массива, влияющих на устойчивость целиков и очистных камер с учетом ползучести.
Для обработки исследований по определению НДС массива горных пород, в частности для определения устойчивых размеров поддерживающих целиков и камер при разработке месторождения, с применением нетрадиционного метода построения многомерных математических моделей, нами была получена следующая математическая модель, учитывающая комплекс природных и техногенных факторов [4]:
(2)
где Евмещ — модуль упругости вмещающих пород;
γН — нагрузка (природный фактор);
— максимальное главное напряжение;
b2 — высота целика;
h1 — ширина барьерного целика;
h2 — ширина междукамерных целиков;
b1 — ширина камеры.
В качестве функции выбрано максимальное главное напряжение. И при этом получены следующие зависимости функции от аргументов:
(3)
где Ai, Bi, Ci (i=1,6) — постоянные коэффициенты.
Коэффициент корреляции
R=0,965, а аналитическое уравнение имеет следующий вид:
(4)
При решении задачи изменялись параметры (технологические и горно-геологические факторы) в следующих пределах:
b1=4
16 (м) — ширина камеры с интервалом 3 м;
b2=3
11 (м) — вынимаемая мощность (высота целиков) с интервалом 2 м;
h1=15
27 (м) — ширина барьерного целика с интервалом 2 м;
h2=5
9 (м) — ширина междукамерных целиков с интервалом 1 м;
γH=3.75
18.75 (МПа) — нагрузка с интервалом 3.75 МПа;
Eвмещ=3.2*104
9.6*104 (МПа) — модуль упругости пород с интервалом 1,6
104.
Формула (4) с применением метода переменных модулей имеет следующий вид:
(5)
γН=7.5 МПа;
σadm=20 МПа;
В2=7 м;
h1=27 м;
Евмещ=96 000 МПа
По формуле (5), полученной для многомерной модели, можно найти комплекс факторов, влияющих на устойчивость целиков и камер.
По данной зависимости определяется по известным значениям искомая величина из следующего условия прочности горных пород:
где
— допускаемое растягивающее напряжение.
Так, взаимное влияние ширины камер и опорных целиков изменяется во времени по полученным кривым (рис. 1). Апробация методики для изменяющихся условий Жезказгана при t = 0 были получены в [4]. При этом исследовалась зависимость ширины целиков от различных факторов, отражающих основные конструктивные элементы технологии разработки. При изменении одного из факторов — значения остальных фиксировались. При тех же условиях на рисунке для различных t (в сутках) с использованием формулы (5) получены зависимости ширины целиков от камер.
Таким образом, методика исследований позволяет установить технологически необходимые соотношения элементов систем разработки (параметры целиков, камер, панели и др.) в зависимости от конкретных условий разработки и корректировать паспорт разработки залежи по глубине расположения, по свойствам массива, а также применить технологические меры по обеспечению сохранности целиков, потолочин (укрепление смолами, анкерами, принудительная разгрузка свода, соблюдение режима проходки очистного забоя и др.).
Зависимости ширины целиков от b1