Исследование акустических характеристик физических моделей каркасных и сотовых горных конструкций

Представлена методика и результаты проведения экспериментальных исследований акустических и прочностных характеристик физических моделей каркасных и сотовых горных конструкций, разрабатываемых в научно-исследовательском центре «Прикладная геомеханика и конвергентные горные технологии» Горного института НИТУ «МИСиС». Выполненные экспериментальные исследования свидетельствуют о перспективности использования для изучения геомеханических процессов при разработке параметров природоподобных горных технологий физических моделей каркасных и сотовых горных конструкций. Физические модели позволяют выполнять исследования в широком диапазоне исходного напряженного состояния массива и свойств эквивалентных материалов. Проведены измерения поля скоростей распространения упругих волн в физических моделях в процессе их разрушения. Разработаны типовые варианты физических моделей каркасных и сотовых горных конструкций. Установлено, что в моделях сотовых горных конструкций наиболее устойчивыми являются системы с большим количеством пустот круглой формы и меньшим их диаметром. Исследование методами физического моделирования позволило рассчитать устойчивые параметры конструктивных элементов разрабатываемых систем, выявить их слабые места, определить направления, пути, дальнейшие шаги создания природоподобных горных технологий и приступить к конструкторской и проектной работе.

Ключевые слова: каркасные и сотовые горные конструкции, системы разработки, физическая модель, предел прочности, деформация, акустический сигнал, эквивалентный геоматериал, комплексный стенд, 3D моделирование, система трещин, шероховатость поверхности стенок трещин, индекс Q.
Как процитировать:

Лейзер В. И., Высотин Н. Г., Косырева М. А., Шерматова С. С. Исследование акустических характеристик физических моделей каркасных и сотовых горных конструкций // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2020. – № 12. – С. 54–64. DOI: 10.25018/0236-1493-2020-12-0-54-64.

Благодарности:

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда (проект № 19-17-00034).

Номер: 12
Год: 2020
Номера страниц: 54-64
ISBN: 0236-1493
UDK: 622.831; 622,2; 622.235
DOI: 10.25018/0236-1493-2020-12-0-54-64
Дата поступления: 03.09.2020
Дата получения рецензии: 04.11.2020
Дата вынесения редколлегией решения о публикации: 10.11.2020
Информация об авторах:

Лейзер Владислав Игоревич1 — аспирант, e-mail: vlad.leizer@yandex.ru,
Высотин Николай Геннадьевич1 — старший преподаватель, e-mail: kalgani@yandex.ru,
Косырева Марина Александровна1 — аспирант, e-mail: marinkosyreva@gmail.com,
Шерматова Сайера Сидиковна1 — аспирант, e-mail: s_shermatova@inbox.ru,
1 ГИ НИТУ «МИСиС».

 

Контактное лицо:

Лейзер В.И., e-mail: prof.eremenko@gmail.com.

Список литературы:

1. Трубецкой К. Н., Мясков А. В., Галченко Ю. П., Еременко В. А. Обоснование и создание конвергентных горных технологий подземной разработки мощных месторождений твердых полезных ископаемых // Горный журнал. — 2019. — № 5. — С. 6—13. DOI: 10.17580/ gzh.2019.05.01.

2. Еременко В. А., Галченко Ю. П., Косырева М. А. Оценка влияния геометрических параметров традиционно применяемых и природоподобных систем подземной разработки рудных месторождений на исходное поле напряжений // ФТПРПИ. — 2020. — № 3. — С. 98—109.

3. Trubetskoy K. N., Galchenko Yu. P. Nature like mining technologies: Prospect of resolving global contradictions when developing mineral resources of the lithosphere // Herald of the Russian Academy of Sciences. 2017, Vol. 87, No. 4. — P. 378 — 384.

4. Galchenko Yu. P., Eremenko V.A., Kosyreva M. A., Vysotin N. G. Features of secondary stress field formation under anthropogenic change in subsoil during underground mineral mining // Eurasian mining. 2020. No 1. Pp. 3—7. DOI: 10.17580/em.2020.01.02.

5. Sidorov D., Ponomarenko T. Reduction of the ore losses emerging within the deep mining of bauxite deposits at the mines of OJSC «Sevuralboksitruda» // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2019. No 302. Pp. 1—8. DOI: 10.1088/1755-1315/302/1/012051.

6. Серяков В. М., Риб С. В., Басов В. В., Фрянов В. Н. Геомеханическое обоснование параметров технологии отработки угольных пластов в зоне взаимовлияния очистного пространства и передовой выработки // ФТПРПИ. — 2018. — № 6. — С. 21—29.

7. Hoek E., Brown E. T. Underground excavations in rock. London: Institute of Mining and Metallurgy, 1980.

8. Fairhurst C., Cook N. G. W. The phenomenon of rock splitting parallel to the direction of maximum compression in the neighbourhood of a surface / Proceedings of 1st ISRM Congress of the International Society for Rock Mechanics and Rock Engineering, Lisbon, Sept. 25 — Oct. 1. 1966. Vol. 1. Pp. 687—692.

9. Jiang Q., Feng X., Song L., Gong Y., Zheg H., Cui J. Modeling rockspecimens through 3D printing: Tentative experiments and prospects // Acta Mechanica Sinica. 2015. Vol. 32. No 1. Pp. 524—535.

10. Kong L., Ostadhassan M., Li C., Tamimi N. Rock physics and geomechanics of 3D printed rocks // ARMA 51st U.S. Rock Mechanics/Geomechanics Symposium, San Francisco, California, USA. Conference Paper. 2017, pp. 1—8.

11. Gell E. M., Walley S. M., Braithwaite C. H. Review of the validity of the use of artificial specimens for characterizing the mechanical properties of rocks // Rock Mechanics and Rock Engineering. 2019. No 3. Pp. 1—13.

12. Галченко Ю. П., Лейзер В. И., Высотин Н. Г., Якушева Е. Д. Обоснование методики лабораторных исследований вторичного поля напряжений при создании и применении конвергентной горной технологии подземной разработки каменной соли // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2019. — № 11. — С. 35—47. DOI: 10.25018/02361493-2019-11-0-35-47.

Наши партнеры

Подписка на рассылку

Раз в месяц Вы будете получать информацию о новом номере журнала, новых книгах издательства, а также о конференциях, форумах и других профессиональных мероприятиях.