Изучение реологических свойств каменной соли в условиях сверхдлительного одноосного нагружения

Каменная соль — практически непроницаемая, мало обводненная геологическая среда с низкозатратными условиями строительства подземных выработок. Достаточно высокая прочность и большая глубина заложения позволяет строить подземные резервуары большого объема. Наличие большого объема и высокого давления позволяет хранить большое количество активного газа. При строительстве таких резервуаров путем растворения в каменной соли происходит изменение напряженно-деформированного состояния в массиве вокруг выработки, что оказывает влияние на изменение объема выработанного пространства. В процессе эксплуатации происходит конвергенция (уменьшение объема резервуара) под действием горного давления, так как каменная соль обладает ярко выраженными реологическими свойствами. Поэтому одной из основных задач при строительстве резервуаров является расчет их длительной устойчивости. В связи с этим актуальным вопросом является изучение физико-механических свойств каменной соли, и особую роль стоит уделять изменению свойств во времени, так как расчет устойчивости резервуара производится на длительный период его эксплуатации с изменчивой нагрузкой. Срок эксплуатации подземных резервуаров рассчитан на 50 лет. Целью данного исследование было изучение реологических свойств каменной соли в течение длительного периода времени. Уникальностью данных экспериментов является их продолжительность. В России до сих пор нет методики федерального уровня по определению реологических и пластических свойств соляных горных пород, В связи с этим выбор методики проведения экспериментов по определению реологических свойств является проблематичным. Эксперименты были проведены в режиме одноосного нагружения образцов с разными осевыми нагрузками в течение 1 года. Представленные эксперименты по изучению реологических свойств каменной соли были опробованы в лабораторных условиях на базе ООО «Газпром геотехнологии».

Агеенко В. А., Скворцов А. А. Изучение реологических свойств каменной соли в условиях сверхдлительного одноосного нагружения // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2019. – № 11. – С. 27–34. DOI: 10.25018/0236-1493-2019-11-0-27-34.

Агеенко Валерий Александрович — аспирант, e-mail: Valera.ageenko@mail.ru,

Скворцов Алексей Александрович — канд. техн. наук, доцент, e-mail: a.skvortsov@gazpromgeotech.ru,

НИТУ «МИСиС».

Агеенко Валерий Александрович — аспирант, e-mail: Valera.ageenko@mail.ru, НИТУ «МИСиС».

1.    Кравченко О. С., Филимонов Ю. Л. Особенности деформирования каменной соли при повышенных температурах // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2019. — № 1. — С. 69—76. DOI: 10.25018/0236-1493-2019-01-0-69-76.

2.    Filimonov Y., Lavrov A., Shkuratnik V. Acoustik emission in rock salt: effect of loading rate // Strain, 2002. Vol. 38, Pp. 157—159.

3.    Singh A., Kumar C., Gopi Kannan L., Seshagiri Rao K., Ayothiraman R. Engineering properties of rock salt and simplified closed-form deformation solution for circular opening in rock salt under the true triaxial stress state // Engineering Geology, 2018, 243, 218—230.

4.    Шкуратник В. Л., Кравченко О. С., Филимонов Ю. Л. Экспериментальное исследование зависимостей акустико-эмиссионных и реологических характеристик каменной соли от напряжений и температуры // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. — 2019. — № 4. — C. 20—26.

5.    Singh A., Kumar C., Kannan L. G., Rao K. S., Ayothiraman R. Estimation of creep parameters of rock salt from uniaxial compression tests // International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 2018, 107, 243—248.

6.    Константинов С. А., Ваулин И. Б., Ильинов М. Д. Некоторые результаты испытаний образцов соляных пород на ползучесть // Известия высших учебных заведений, Горный журнал. — 2008. — № 2. — С. 118—122.

7.    Ильинов М. Д., Карташов Ю. М. Ускоренный метод определения реологических свойств горных пород // Записки Горного института. — 2011. — Т. 190. — С. 207—209.

8.    Агеенко В. А. Исследование реологических свойств каменной соли // Известия Уральского государственного горного университета. — 2019. — Вып. 1(53). — С. 115—120.

9.    Тавостин М. Н. Влияние вида напряженного состояния на реологические свойства каменной соли // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2000. — № 8. — С. 125— 128.

10.    Пестренин В. М., Пестренина И. В., Мерзляков А. Ф. Ползучесть образцов каменной соли в опытах на сжатие // Известия вузов. Горный журнал. — 2012. — № 1. — С. 119—124.

11.    Кошелев А. Е. Обоснование и разработка метода определения механических свойств каменной соли с учетом начального поля напряжений. Диссертация… канд. тех. наук: 25.00.20. — М., 2013. — 143 с.

12.    Проскуряков Н. М., Ливенский В. С., Карташов Ю. М. Реологические свойства соляных пород / Развитие калийной промышленности: обзорная информация. — М., 1974.

13.    Brandao N. B., Roehl D., Romanel C. Enhanced double-mechanism creep laws for salt rocks // Acta Geotechnica, 2019, 13(6), 1329—1340.

14.    Паньков И. Л., Ударцева А. А. Экспериментальное изучение деформирования соляных пород при ползучести // Геология и полезные ископаемые Западного Урала. — 2011. — № 11. — С. 205—207.

15.    Карташов Ю. М., Матвеев Б. В., Михеев Г. В., Фадеев А. Б. Прочность и деформируемость горных пород. — М.: Недра, 1979. — 269 с.

16.    Асанов В. А., Панькова И. Л. Изучение особенностей деформирования соляных пород при длительном нагружении // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2010. — № 1. — С. 105—110.

17.    Асанова В. А., Панькова И. Л., Аникина В. В. Деформирование соляных пород при длительном нагружении // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. — 2011. — № 4. — С. 50—56.