ПОДЗЕМНЫЕ РАБОТЫ
Оригинальная статья
УДК 622.272:658.012.122:51.001.57 © Р.К. Халкечев, Ю.М. Левкин, К.В. Халкечев, 2023
ISSN 0041-5790 (Print) • ISSN 2412-8333 (Online) • Уголь № 8-2023 /1170/
DOI: http://dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2023-8-84-86
Название
Разработка математической модели поля напряжений в целиках слоистой текстуры на угольныхместорождениях
Авторы
Халкечев Р.К., Доктор техн. наук, доцент, профессор кафедры инфокоммуникационных технологий
НИТУ «МИСиС», 119049, г. Москва, Россия, e-mail: syrus@list.ru
Левкин Ю.М., Доктор техн. наук, член Союза маркшейдеров России, профессор Московского политехнического университета, 105064, г. Москва, Россия, e-mail: lev5353@bk.ru
Халкечев К.В., доктор физ.-мат. наук, доктор техн. наук, профессор кафедры геологии и маркшейдерского дела НИТУ «МИСиС», 119049, г. Москва, Россия, e-mail: h_kemal@mail.ru
Аннотация
Разработана математическая модель, позволяющая определить поле напряжений в целиках слоистой текстуры на угольных месторождениях. Предполагается, что слои целика имеют поликристаллическую структуру. Деформационные свойства слоев характеризуются тензором эффективных упругих модулей. Для расчета этих упругих характеристик получены конечные выражения. Расчеты по ним дают различные значения эффективных упругих модулей для слоев. При попадании таких слоев в целике вплотную друг к другу, в них возникают напряжения сдвига, ведущие к образованию трещины. Трещина образует дополнительное поле напряжений, для расчета которых получены конечные выражения. Под действием горного давления индуцируется в слои неоднородное поле напряжений на структурном уровне. В результате, напряженное состояние в целиках образуется суперпозицией напряжений, индуцированных внешним полем и полем наведенным магистральной трещиной между слоями.
Ключевые слова
Математическая модель, устойчивость целика, касательные напряжения, магистральная трещина, неоднородная среда, полнокристаллическая горная порода, эффективный модуль упругости, суперпозиция полей напряжений.
Список литературы
1. Pillar safety in shallow salt caverns by using numerical simulations / H. Yu, Y. Liu, H. Ma et al. // Journal of Energy Storage. 2022. Vol. 55. Article 105881. DOI: 10.1016/j.est.2022.105881.
2. Han P., Zhang C., Wang W. Failure analysis of coal pillars and gateroads in longwall faces under the mining-water invasion coupling effect // Engineering Failure Analys. 2022. Vol. 131. Article 105912. DOI: 10.1016/j.engfailanal.2021.105912.
3. Pseudo-discontinuum model to simulate hard-rock mine pillars / E. R?genes, A.D.S. Gomes, M.M.D. Farias et al. // Underground Space. 2023. Vol. 11. P. 81–95. DOI: 10.1016/j.undsp.2022.12.002.
4. Cooperative mining technology and strata control of close coal seams and overlying coal pillars / S. Qiang, G. Jialiang, Y. Feng et al. // Alexandria Engineering Journal. 2023. Vol. 73. P. 473–485. DOI: 10.1016/j.aej.2023.04.071.
5. Халкечев Р.К. Теория мультифрактального моделирования процессов деформирования и разрушения породных массивов как основа автоматизации технологии буровзрывных работ на угольных разрезах // Уголь. 2019. № 11. С. 32-34. DOI: 10.18796/0041-5790-2019-11-32-34.
6. Халкечева Л.К., Халкечев Р.К. Автоматизированная система мониторинга состояния транспортных берм на предмет оползневой опасности в виде проседания // Уголь. 2022. № 4. С. 50-52. DOI: 10.18796/0041-5790-2022-4-50-52.
7. Черепанов Г.П. Механика хрупкого разрушения. М.: Наука, 1974. 640 с.
8. Левкин Ю.М. Использование технологии дистанционного зондирования и математического моделирования для анализа аварийных горных выработок // Уголь. 2022. № 6. С. 32-34. DOI: 10.18796/0041-5790-2022-6-32-34.
9. Chunuev I.K., Levkin Y.M., Bolotbekov Z. Determination of bench, dump and road sliding wedge technological parameters // Mining Science and Technology (Russian Federation). 2021. Vol. 6. P. 31–41. DOI: 10.17073/2500-0632-2021-1-31-41.
10. Халкечев Р.К., Халкечев К.В. Математическое моделирование неоднородного упругого поля напряжений породного массива кристаллической блочной структуры // Горный журнал. 2016. № 3. С. 200-205. DOI: 10.17580/gzh.2016.03.05.
11. Халкечев Р.К., Халкечев К.В. Управление селективностью разрушения при дроблении и измельчении геоматериалов на основе методов подобия и размерности в динамике трещин // Горный журнал. 2016. № 6. С. 64-66. DOI: 10.17580/GZH.2016.06.04.
12. Халкечев Р.К. Нечеткая математическая модель изменения концентрации трещин в минерале под действием внешней нагрузки // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2019. № 6. С. 97-105. DOI: 10.25018/0236-1493-2019-06-0-97-105.
Для цитирования
Халкечев Р.К., Левкин Ю.М., Халкечев К.В. Разработка математической модели поля напряжений в целиках слоистой текстуры на угольных месторождениях // Уголь. 2023. № 8. С. 84-96. DOI: 10.18796/0041-5790-2023-8-84-86.
Информация о статье
Поступила в редакцию: 06.06.2023
Одобрена рецензентами: 14.07.2023
Принята к публикации: 26.07.2023
