Науковий вісник НГУ

Вплив гармонійних коливань на страгування тріщини в породному масиві

• 
• 

Рейтинг користувача:  / 0

ГіршийКращий 

Деталі

Категорія: Розробка родовищ корисних копалин

Останнє оновлення: 06 вересня 2017

Опубліковано: 06 вересня 2017

Перегляди: 3550

Authors:

О.О.Сдвижкова, д-р техн. наук, проф., Державний вищий навчальний заклад „Національний гірничий університет“, м. Дніпро, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Ю.М.Головко, канд. физ.-мат. наук, доц., Державний вищий навчальний заклад „Національний гірничий університет“, м. Дніпро, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Д.В.Клименко, Державний вищий навчальний заклад „Національний гірничий університет“, м. Дніпро, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Abstract:

Мета. Удосконалити, розвинути та узагальнити критерій старту тріщини в попередньо напруженому породному масиві з урахуванням знакозмінних статичних напружень. Встановити вплив амплітудно-частотних характеристик пружних коливань на критичну довжину тріщин.

Методика. Методологічною основою вирішення поставленого завдання є комплексний підхід, що включає математичний аналіз, використання чисельних методів розв’язання трансцендентних рівнянь, аналіз результатів у прикладному математичному пакеті.

Результати. Розроблено й досліджено узагальнену умову страгування (старту) тріщини внаслідок сумісної дії статичних напружень (розтягування й стискання) і динамічних напружень у пружній хвилі, що розповсюджується у вугільному пласті та породі. Отримана залежність критичної довжини тріщини, за якої відбувається її страгування, від амплітуди й частоти пружних коливань, статичного напруження в околі тріщини та тріщиностійкості порід. Виявлені умови стрибкоподібної зміни критичної довжини, що свідчить про початок динамічного руйнування в породному масиві. Для різних порід і вугілля визначені діапазони частот пружних коливань, що обумовлюють стрибкоподібну зміну критичної довжини тріщини й провокують динамічне явище.

Наукова новизна. Використано новий підхід до опису руйнування породного середовища з урахуванням пружних коливань, що розповсюджуються в гірському масиві. Критерій старту (страгування) тріщини розвинений та узагальнений на випадок дії в околі тріщини як напружень розтягування, так і стискання, а також гармонійної складової напружень у пружній хвилі. Встановлено вплив амплітуди й частоти коливань на критичну довжину тріщини за різних значень статичних напружень і коефіцієнта тріщиностійкості порід.

Практична значимість. Визначені діапазони частот гармонійних коливань у деяких гірських породах (дрібнозернистий пісковик, вапняк, алевроліт, кам’яне вугілля), в яких створюються умови для старту „коротких“ тріщин. Дані умови є необхідними для початку динамічного руйнування порід. Визначення критичних частотних діапазонів є основою для вдосконалення методики акустичного прогнозу динамічних явищ за аналізом амплітудно-частотних характеристик сигналів у породному масиві.

References

1. Shashenko, O., Zhuravlev, V., Sdvyzhkova, E. and Dubytska, M., 2015. Forecast of disjunctives based on mathematical interpretation of acoustic signal phase characteristics. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, 2, pp. 61‒64.

2. Morozov, N. F. and Petrov, Y. V., 2000. Dynamics of fracture. [online] Available at: https://books.google.ru/books/about/Dynamics_of_Fracture html?id BdkRw9zEheMC&redir_esc y&hl.ru [Accessed 22 March 2017].

3. Sdvyzhkova, O., Golovko, Yu., Dubytska, M. and Klymenko, D., 2016. Studying a crack initiation in terms of elastic oscillations in stress strain rock mass. Mining of Mineral Deposits, 10(2), pp. 72‒77.

4. Nikolaevskyy, V. Geodynamics and fluid dynamics. [e-book] Moscow: Nedra. Available at: http://padabum.com/d.php?id=38076 [Accessed 23 March 2017].

5. Ministry of Coal Industry of Ukraine, 2005. Standard SOU 10.100174088.011-2005. Rules of mining in seams prone to gas-dynamic phenomena. Kyiv: Ministry of Coal Industry of Ukraine.

6. Chebotarev, P.N., 2012. The establishment of correlations crack resistance coal with indicators of its strength. News TSU. Technical sciences, 9, pp. 88‒92.

7. Marcote, A., Mavko, G. and Prasad M., 2010. Dynamic elastic properties of coal. Geophysics, [online] Available at: http: //rocksolidimages.com/pdf/pub_ 2010_coal.pdf [Accessed 22 March 2017].

04_2017_Sdvyzhkova
2017-09-05  232.19 KB  810

• < Попередня
• Наступна >