Определение смещений контура горных выработок после их образования

Для решения задач геомеханики требуется знать смещения контуров горных выработок. Они применяются как для проверки полученных решений, так и в разработке новых. Ситуация осложняется тем, что смещения становятся неизвестными, потому что они происходят одновременно с появлением выработки. Предлагается способ отыскания смещений границы горной выработки, когда смещения уже произошли в момент ее создания. Способ состоит в применении метода щелевой разгрузки с одновременным измерением смещений по обе стороны от щели. Щель имитирует контур выработки. Смещения границ керна демонстрируют напряженно-деформированное состояние нетронутого массива горных пород, смещения границы по другую сторону от щели характеризуют сам факт образования выработки. Суммарные смещения определяют полные смещения контура горной выработки в момент ее создания. При их отыскании используется метод геометрического подобия, связанный с макетированием контура выработки. Полученные смещения возможно использовать для анализа напряженно-деформированного состояния как самой границы выработки, так и ее окрестности, в состояниях упругости и неупругости (пластичности, запредельного деформирования).

Чанышев А. И., Абдулин И. М. Определение смещений контура горных выработок после их образования // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2023. – № 10. – С. 20–30. DOI: 10.25018/0236_1493_2023_10_0_20.

Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда (проект № 22-17-00188).

Чанышев Анвар Исмагилович¹ — д-р физ.-мат. наук, профессор, главный научный сотрудник; Новосибирский государственный университет экономики и управления, e-mail: a.i.chanyshev@gmail.com,
Абдулин Ильгизар Маратович¹ — научный сотрудник,
¹ Институт горного дела им. Н.А. Чинакала СО РАН.

Чанышев А.И., e-mail: a.i.chanyshev@gmail.com.

1. Картозия Б. А. Традиционная инженерная задача геомеханики // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2013. — № 1. — С. 236—245.

2. Kozyrev A., Kasparian E., Rozanov I. The integrated geodetic monitoring system of open pit slopes in hard rock massifs // E3S Web of Conferences. 2020, vol. 192, no. 56, article 01015. DOI: 10.1051/e3sconf/202019201015.

3. Яковлев В. Л., Корнилков С. В., Рассказов И. Ю., Ткач С. М. О комплексном освоении недр и территорий в сложных природно-климатических условиях // Горный журнал. — 2019. — № 6. — С. 84—89. DOI: 10.17580/gzh.2019.06.12.

4. Мусхелишвили Н. И. Некоторые основные задачи математической теории упругости. — М.: Наука, 1966. — 708 с.

5. Goodier J. N., Hodge Jr. P. G. Elasticity and plasticity: The mathematical theory of elasticity and the mathematical theory of plasticity, courier dover publications. 2016, 160 р.

6. Lei J., Ding P., Zhang C. Boundary element analysis of static plane problems in sizedependent consistent couple stress elasticity // Engineering Analysis with Boundary Elements. 2021, vol. 132, pp. 399—415. DOI: 10.1016/j.enganabound.2021.08.014.

7. Браговский Б. В., Кайдо И. И. Определение параметров горного давления с помощью интеграционной палетки // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2019. — № S44. — С. 14—24. DOI: 10.25018/0236-1493-2019-12-44-14-24.

8. Wu Y., Gao Y. Gravity pattern in southeast margin of Tibetan Plateau and its implications to tectonics and large earthquakes // Earth and Planetary Physics. 2019, vol. 3, no. 5, pp. 425—434. DOI: 10.26464/epp2019044.

9. Ebbing J., Haas P., Ferraccioli F., Pappa F., Szwillus W., Bouman J. Earth tectonics as seen by GOCE-Enhanced satellite gravity gradient imaging // Scientific Reports. 2018, vol. 8, no. 1, article 16356. DOI: 10.1038/s41598-018-34733-9.

10. Kong F., Lu D., Du X., Shen C. Displacement analytical prediction of shallow tunnel based on unified displacement function under slope boundary // International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics. 2019, vol. 43, no. 1, pp. 183—211. DOI: 10.1002/nag.2859.

11. Yi G., Kim N. H. Identifying boundaries of topology optimization results using basic parametric features // Structural and Multidisciplinary Optimization. 2017, vol. 55, no. 5, pp. 1641—1654. DOI: 10.1007/s00158-016-1597-9.

12. Шкуратник В. Л., Новиков Е. А. Термостимулированная акустическая эмиссия горных пород как перспективный инструмент решения задач геоконтроля // Горный журнал. — 2017. — № 6. — С. 21—27.

13. Влох Н. П. Управление горным давлением на подземных рудниках. — М.: Недра, 1994. — С. 15—19.

14. Раимжанов Б. Р., Хасанов А. Р., Фарманов О. Э. Исследование геодинамического состояния массива горных пород с целью прогнозирования горных ударов // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2021. — № 10. — С. 29—41. DOI: 10.25018/ 0236_1493_2021_ 10_0_29.

15. Асанов В. А., Токсаров В. Н., Самоделкина Н. А., Бельтюков Н. Л., Ударцев А. А. Оценка напряженно-деформированного состояния нетронутого массива на месторождении «Жаман-Айбат» // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Геология. Нефтегазовое и горное дело. — 2014. — № 12. — С. 56—66. DOI: 10.15593/2224-9923/2014.12.7.

16. Феклистов Ю. Г. Деформационный способ комплексного определения напряженного состояния и упругих характеристик горных и строительных объектов // Проблемы недропользования. — 2017. — № 4(15). — С. 28—32. DOI: 10.18454/2313-1586.2017.04.028.

17. Феклистов Ю. Г., Зубков А. В., Криницын Р. В. Контроль напряженного состояния горных и строительных объектов полярископом ПШК-С // Безопасность труда в промышленности. — 2017. — № 12. — С. 22—26. DOI: 10.24000/0409-2961-2017-12-22-26.

18. Зубков А. В., Феклистов Ю. Г., Липин Я. И., Худяков С. В., Криницын Р. В. Деформационные методы определения напряженного состояния пород на объектах недропользования // Проблемы недропользования. — 2016. — № 4(11). — С. 41—49. DOI: 10.18454/2313-1586.2016.04.041.

19. Чанышев А. И., Абдулин И. М. Определение напряженно-деформированного состояния горных пород по данным измерений на контуре выработки вектора напряжений Коши и вектора смещений // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. — 2021. — № 1. — С. 13—20. DOI: 10.15372/FTPRPI20210102.

20. Чанышев А. И., Абдулин И. М. Новые постановки задач геомеханики с учетом запредельного деформирования горных пород // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. — 2022. — № 5. — С. 12—27. — DOI: 10.15372/FTPRPI20220502.