Статья

Наименование	Паспорт устойчивости горной выработки: статика и кинетика
Авторы	Литвинский Г. Г., д. т. н., проф.
Раздел	Науки о земле
Год	2020	Выпуск	61	Страницы	5 - 17
УДК				EDN	XTMAXM
Аннотация	Рассмотрена эволюция системы знаний в горной геомеханике от ползучего эмпиризма до современных математических моделей. Предложена последовательность решения геомеханических задач по прогнозу и обеспечению устойчивости горной выработки (ГВ). С общих позиций теории упругости изучена задача статики о напряжённо-деформированном состоянии (НДС) вокруг ГВ. Введён интегральный безразмерный параметр — локальный нормированный критерий разрушения ω* (ЛНКР). Впервые установлено несколько принципиально различных механизмов разрушения породного контура в зависимости от ЛНКР. Дан алгоритм построения паспорта устойчивости ГВ. Впервые поставлена и сформулирована задача кинетики изменения устойчивости пород и параметров движения фронта хрупкого разрушения, что позволяет перейти к решению нового класса задач горной геомеханики.
Реферат	Цель исследования — разработка и обоснование паспорта устойчивости горной выработки (ГВ), позволяющего систематизировано, с единых методических позиций оценить возможность разрушения пород контура ГВ и предсказать степень её устойчивости. Объекты исследования — напряжённо-деформированное состояние (НДС) и прочность пород в каждой характерной точке породного контура ГВ. Предмет исследований — условия разрушения или сохранения устойчивости окружающих выработку пород с учётом принципиально различных механизмов развития горного давления вокруг выработки. Методика и основная идея выполненных исследований состоит в использовании для построения паспорта устойчивости породного контура ГВ интегрального безразмерного параметра — локального нормированного критерия разрушения как основы для прогноза ПГД. Результаты. Показано, что уровень обоснованности и надёжности существующих методов прогнозирования ПГД недостаточен и нуждается в развитии в направлении учёта многообразия форм ПГД в условиях существенной физической и геометрической нелинейности расчётных схем. Предложена обобщённая расчётная схема плоского напряжённого и плоского деформированного состояния массива горных пород на породном контуре горной выработки. Сформулирован новый класс задач горной геомеханики о движении ФХР с учётом физической нелинейности, обусловленной влиянием снижения деформационно-прочностных свойств горных пород на их напряжённо-деформированное состояние. Результаты исследований развивают теоретические основы прочности и разрушения пород вокруг ГВ. Научная новизна. Доказана необходимость использования локального нормированного критерия разрушения (ЛНКР), с его помощью впервые установлены все возможные принципиально различные механизмы разрушения пород на контуре ГВ. Впервые поставлена и сформулирована задача статики и кинетики изменения устойчивости пород и параметров движения фронта хрупкого разрушения вокруг горной выработки. Практическая значимость. Полученные результаты исследования могут быть использованы для изучения теоретически важных задач статики и кинетики развития разрушений вокруг ГВ с целью повышения достоверности и надёжности методов прогноза проявлений горного давления при сооружении и эксплуатации ГВ, а также будут полезны при подготовке инженеров и аспирантов горных специальностей.
Ключевые слова	горная выработка, устойчивость, горное давление, методы прогноза, напряжённо-деформированное состояние, критерий разрушения, механизмы разрушения, паспорт устойчивости, статика и кинетика разрушения.
Финансирование
Полный текст