Серия «Естественные и Технические науки» # ИЮНЬ  2016

В данной статье рассматриваются вопросы исследования закономерности образования локально раздробленных пластических зон вокруг горной выработки различного глубокого заложения в рудном пласте, которая сама находится в свою очередь в горном массиве наклонно слоистого анизотропного строения. В работе предложен обобщенный критерий пластического разрушения Кулона-Мора, позволяющий определить начало перехода к пластичности и направление его дальнейшего распространения относительно плоскости изотропии наклонно слоистого массива транстропного строения. В результате проведения многовариантных расчетов, впервые устанавливаются некоторые закономерности образования зон пластических раздроблений вокруг выработки в зависимости от глубины заложения, которые уязвимы при хрупком разрушении. Ключевые слова: Анизотропия, выработка, напряжение, глубина, массив.

1. Введение

Сколько бы не совершенствовали СНиП, разработки специальных инструкций и рекомендаций, ежегодно на шахтах и рудниках под землей погибают сотни шахтеров во время взрывов метанов, горных ударов и различного рода разрушений. В научном плане решения таких проблем все еще находятся далеко от практики. Доказательством этому служат непрерывно продолжающиеся гибели людей, работающих в подземных сооружениях различного назначения. Нпример, только в одном Казахстане в Карагандинских шахтах Казахстана погибли в 2006 году - 43 и в 2008 году 32  шахтера. Число жертв взрыва на шахте в Китае 30 ноября 2005г. достигло 161 человека. В результате взрыва на Шахте в Шаньси 9 декабря 2007 г. погибло 105 шахтеров, а  22-февраля 2009г погибли еще 74 человека.

В 2008г. из-за трех взрывов только на одной шахте им.Засядько погибло 106 человек, еще 156 шахтеров было ранено. Всего в Украине за 5 месяцев 2008г. погибло 200 горняков.

Аналогичные данные можно приводить бесконечное множество. Эти и другие факты, только за последние годы, показывают степень недостаточности предпринимаемых практических мер по предотвращению человеческих жертв, трагических событий, в том числе и в научном плане необходимо развивать новые методы решения таких проблем с целью выявления новых закономерностей образования концентрации напряжений вокруг контура подземных сооружений приводящие к разрушению массива вблизи контура и в самих элементах конструкций обделок с учетом наиболее реальных строений горных пород как анизотропия.

2. Задача исследования

Разработать численный алгоритм для определения напряженно-деформированного состояния горного массива горизонтального и наклонно -слоистого анизотропного строения вокруг незакрепленной и закрепленной упругой крепью горной выработки с разработкой критерия, позволяющего определить начало трещинообразования основанной на предельном переходе к пластичности.  Разработка нового критерия пластичности позволяющего определить момент перехода зоны массива вокруг выработки от упругости к пластичности и направление ее дальнейшего развития относительно плоскости изотропии массива. С помощью этих разработок исследовать НДС массива вместе с выработкой и установить закономерности образования зоны пластического раздробления массива вокруг выработки в зависимости от глубины ее заложения от свободной земной поверхности на геостатическую нагрузку.

3. Модель и метод исследования

Для определения НДС и локальных критических зон массива вблизи выработки применяем модель наклоннослоистого массива горных пород Ж.С. Ержанова, Ш.М. Айталиева, Ж.К. Масанова [1].

Читать полный текст статьи …

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Ержанов Ж.С., Айталиев Ш.М., Масанов Ж.К. Устойчивость горизонтальных выработок в наклонно-слоистом массиве. - Алма-Ата:1971:-160 с.
2. Баймахан Р.Б. Расчет сейсмонапряженного состояния подземных сооружений в неоднородной толще методом конечных элементов. Монография (Под ред. академика Ш.М. Айталиева. - Алматы, 2002. – С. 232).
3. Баймахан Р.Б.,Кожамкулова Ж.Ж. Упругопластическое состояние выработки в неоднородном массиве со специальным условием пластичности. Алматы, 2014. 170с.
4. Рысбаева А.К. Разработка анизотропной модели строения селезащитных грунтовых плотин и обоснование инновационной технологии ее возведения Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Бишкек 2014, 22с
5. Рысбаева Г.П. Баймахан Р.Б. Закономерности трещинообразования в массиве вблизи контура подземного сооружения в анизотропном массиве: Алматы, 2016, – 177 с
6. Тимошенко С.П., Гудьер Дж. Теория упругости.- М.:Наука, 1975. – 576 с.