Исследование влияния содержания мелкой и крупной фракции на показатель трудности экскавации смерзающегося взорванного массива горных пород

Приведены результаты лабораторных испытаний на срез образцов нарушенной структуры при различных состояниях взорванного массива в суровых климатических условиях Севера. Показано увеличение прочности пород с уменьшением доли включений и увеличением уплотняющей нагрузки. Отмечено изменение угла внутреннего трения и сцепления при различном содержании мелкой и крупной фракции. С учетом установленных зависимостей для заданных температуры и влажности породы установлено влияние содержания включений в связующем на показатель трудности экскавации. Выявлена некорректность использования расчетов показателя трудности экскавации по традиционной формуле для разрушенного массива, так как при смерзании взорванный массив с увеличением глубины развала набирает прочность, сопоставимую с однородным массивом. Величина показателя трудности экскавации, рассчитанная для таких условий по двум формулам (выемка из однородного массива и выемка разрушенного массива) имеет разрыв в два раза, что искажает действительную картину прочности взорванных пород, находящихся на глубине развала. Полученные данные являются основой для адаптации имеющихся представлений об оценке показателя трудности экскавации разрушенного взрывными работами массива в условиях месторождений криолитозоны.

Алькова Е. Л., Панишев С. В., Максимов М. С. Исследование влияния содержания мелкой и крупной фракции на показатель трудности экскавации смерзающегося взорванного массива горных пород // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2021. № 12–1. — С. 29—38. DOI: 10.25018/0236_1493_2021_121_0_29.

Алькова Елена Леонидовна¹ — канд. техн. наук, научный сотрудник лаборатории открытых горных работ, nelealc12@rambler.ru;
Панишев Сергей Викторович¹ — канд. техн. наук, ведущий научный сотрудник лаборатории открытых горных работ, bsdpsv@mail.ru;
Максимов Михаил Саввич¹ — мл. научный сотрудник лаборатории открытых горных работ, mexes_07@mail.ru;
¹ Институт горного дела Севера им. Н. В. Черского Сибирского отделения Российской академии наук — обособленное подразделение Федерального государственного бюджетного учреждения науки Федерального исследовательского центра «Якутский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук», 677980, г. Якутск, пр. Ленина, 43.

1. Соколов И. С. Методика определения прочностных свойств мерзлых грунтов статическим зондированием: автореф.дис. …докт.техн.наук: 25.00.08 / Соколов Иван Сергеевич. — Москва, 2020. — 23 с.

2. Захаров Е. В. Влияние знакопеременных температурных воздействий на энергоемкость процесса дробления горных пород: автореф. дис. … канд. техн.наук: 25.00.20 / Захаров Евгений Васильевич. — Якутск, 2012. — 120 с.

3. Ефимов В. М., Кравцова О. Н., Степанов А. В., Тимофеев А. В., Васильчук Ю. К., Таппырова Н. И. — Исследование влияния поверхностно-активных веществ на прочность мерзлых грунтов криолитозоны Республики Саха (Якутия) // Арктика и Антарктика. — 2017. — № 4. — С. 80—85. DOI: 10.7256/2453—8922.2017.4.25035 URL: https://nbpublish.com/library_read_article.php?id=25035

4. Панишев С. В., Максимов М. С., Алькова Е. Л. Исследование прочностных характеристик мерзлых образцов однородной и нарушенной структуры // Успехи современного естествознания. 2018. № 11—2. С. 383—388. DOI 10.17513/use.36957

5. Yue Zhao, Abbas Taheria, Murat Karakusa, Zhongwei Chen, An Deng Effects of water content, water type and temperature on the rheological be haviour of slag-cement and fly ash-cement paste backfill // International Journal of Mining Science and TechnologyVolume 30, Issue 3, May 2020, Pages 271—278

6. Anvari S. M., Shooshpasha I., and Kutanaei S. S. Effect of granulated rubber on shear strength of fine-grained sand, J. of Rock Mech. and Geotech. Eng., 2017, Vol. 9, Issue 5. — P. 936—944.

7. Yang J. P. Chen W. Z. Yang D. S., Yuan J. Q. Numerical determination of strength and deformability of fractured rock mass by FEM modeling / J. P. Yang, W. Z. Chen, D. S. Yang, J. Q. Yuan // Computers and Geotechnics. — 2015. — № 64. –pp. 20–31.

8. Кожогулов К. Ч. Прогнозирование устойчивости откосов и склонов на основе численного моделирования напряженно-деформированного состояния горных пород / К. Ч. Кожогулов, В. И. Нифадьев, С. Ф. Усманов // Фундаментальные и прикладные вопросы горных наук. — 2017. — т. 4. — № 3. — С.54—59.

9. Чжан А. А. Стабилизация температурного режима мерзлых грунтов тела основания железнодорожной насыпи с помощью теплоизоляции откосов: автореф. дис. … канд. техн.наук: 25.00.08 / Чжан Андрей Антонович. — Якутск, 2020. — 23 с.

10. XIAO Shuangshuang, DING Xiaohua, MA Li,et al. Parameters optimization of dragline working platform based on nonlinear programming [J]. Journal of China Coal Society, 2019, 44(10):3076—3084. doi:10. 13225/ j. cnki. jccs. 2018. 1462

11. Панишев С. В., Алькова Е. Л., Максимов М. С. К оценке показателя трудности экскавации смерзающегося взорванного массива горных пород // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2019. — № 3. — С. 31—36. DOI: 10.15372/FTPRPI20190304

12. Могилевцева Д. И. Влияние формы, количества, состава и пространственного расположения включений на прочностные и деформационные характеристики геокомпозита // Геоэкология. Инженерная геология. Гидрогеология. Геокриология. — 2012. — №4. — С. 371—375.

13. Рогальський Б. С., Войтюк Ю. П. Способы определения категории горных пород по трудности экскавации // Вестник Винницкого политехнического института. 2005. — №6 (63), — С. 180—186.

14. Кульжигитов Р. К., Козионов В. А. Влияние включений дресвы на прочность глинистых грунтов при одноплоскостном сдвиге // Наука и техника Казахстана. — 2007. — №3. — С. 57—63.