Анализ деформирования соляных пород Гремячинского и Верхнекамского месторождений в лабораторных условиях

Исследования физико-механических свойств горных пород являются неотъемлемой составляющей эффективной и безопасной добычи полезных ископаемых. Это особенно актуально для Гремячинского месторождения калийных солей, на котором идет строительство первого рудника. Целью работы является исследование характера деформирования соляных пород Гремячинского месторождения в лабораторных условиях при одноосном и объемном сжатии в режиме условно-мгновенного нагружения и одноосного длительного нагружения. Для сопоставления деформационных свойств проводились лабораторные испытания пород Верхнекамского месторождения калийных солей. Представлены результаты исследования соляных пород при мгновенных испытаниях и проанализировано влияние величины бокового давления на значения следующих механических показателей: предела прочности, секущего модуля деформации, секущего модуля спада, деформации на остаточном пределе прочности. Установлено, что соляные породы Гремячинского и Верхнекамского месторождений имеют схожие значения указанных механических параметров. Выявлены некоторые различия в характере деформирования пород Гремячинского и Верхнекамского месторождений. Установлено, что испытанные соляные породы Гремячинского месторождения обладают более низкими скоростями установившейся ползучести и соответственно более высоким пределом длительной прочности. Полученные результаты могут представлять интерес для специалистов в области строительства подземных сооружений в соляных породах.

Ключевые слова: соляные породы, предел прочности, модуль деформации, предел длительной прочности, ползучесть, одноосное сжатие, объемное сжатие, сильвинит.
Как процитировать:

Морозов И. А., Ударцев А. А., Паньков И. Л. Анализ деформирования соляных пород Гремячинского и Верхнекамского месторождений в лабораторных условиях // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2020. – № 10. – С. 16–28. DOI: 10.25018/0236-1493-2020-10-0-16-28.

Благодарности:

Работа выполнена в рамках госзадания № НИОКТР АААА-А18-118040690032-2, а также при финансовой поддержке РФФИ и Пермского края в рамках научного проекта № 19-45-590004.

Номер: 10
Год: 2020
Номера страниц: 16-28
ISBN: 0236-1493
UDK: 622.831
DOI: 10.25018/0236-1493-2020-10-0-16-28
Дата поступления: 27.03.2020
Дата получения рецензии: 15.04.2020
Дата вынесения редколлегией решения о публикации: 20.09.2020
Информация об авторах:

Морозов Иван Александрович — аспирант, Пермский национальный исследовательский политехнический университет,
Ударцев Артем Александрович1 — младший научный сотрудник, e-mail: udartsev@mi-perm.ru,
Паньков Иван Леонидович1 — канд. техн. наук, старший научный сотрудник,
1 Горный институт УрО РАН.

 

Контактное лицо:

Ударцев А.А., e-mail: udartsev@mi-perm.ru.

Список литературы:

1. Ciceri D., Manning D.A. C., Allanore A. Historical and technical developments of potassium resources // Science of the Total Environment. 2015. Vol. 502. Pp. 590—601. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2014.09.013.

2. Dmitrieva D., Ilinova A., Kraslawski A. Strategic management of the potash industry in Russia // Resources Policy. 2017. Vol. 52. Pp. 81—89. DOI: 10.1016/j.resourpol.2016.11.004.

3. Морозов И. А. Формирование общих подходов повышения устойчивости капитальных горных выработок в условиях глубоких калийных рудников / Проблемы разработки месторождений углеводородных и рудных полезных ископаемых: материалы XI Всероссийской научно-технической конференции, г. Пермь, 7—9 ноября 2018 г. Пермь: ПНИПУ, 2018. С. 351—353.

4. СП 69.13330.2016. Подземные горные выработки. М.: Стандартинформ, 2017. 27 с.

5. Паньков И. Л., Асанов В. А., Ударцев А. А., Кузьминых В. С. Практика использования испытательного оборудования при изучении деформирования и разрушения квазипластичных горных пород в лабораторных условиях // Вестник КРСУ. 2013. Т. 16, № 1. С. 163—167.

6. Agnieszka Maj. Rock-mass movement monitoring system in historical salt mines, using the example of the Bochnia Salt Mine // Procedia Engineering. 2017. Vol. 191. Pp. 496—503. DOI: 10.1016/j.proeng.2017.05.209.

7. Ставрогин А. Н., Тарасов Б. Г. Экспериментальная физика и механика горных пород. СПБ.: Наука, 2001. 343 с.

8. ГОСТ 21153.2-84 Породы горные. Методы определения предела прочности при одноосном сжатии. М.: Изд-во стандартов, 2001. 10 с.

9. ГОСТ 21153.8-88 Породы горные. Методы определения предела прочности при объемном сжатии. М.: Изд-во стандартов, 1988. 17 с.

10. Bieniawski Z. T., Bernede M. J. Suggested methods for determining the uniaxial compressive strength and deformability of rock materials: Part 1. Suggested method for determining deformability of rock materials in uniaxial compression // International Journal of Rock Mechanics and Mining Science & Geomechanics Abstracts. 1979. Vol. 16. No 2. Pp. 138—140. DOI: 10.1016/0148-9062(79)91451-7.

11. Kovari K., Tisa A., Einstein H. H., Franklin J.A. Suggested methods for determining the strength of rock materials in triaxial compression: revised version // International Journal of Rock Mechanics and Mining Science & Geomechanics Abstracts. 1983. Vol. 20. No 6. Pp. 285—290. DOI: 10.1016/0148-9062(83)90598-3.

12. Барях А. А., Константинова С. А., Асанов В. А. Деформирование соляных пород. Екатеринбург: УрО РАН, 1996. 203 с.

13. Боликов В. Е., Константинова С. А. Прогноз и обеспечение устойчивости капитальных горных выработок. Екатеринбург: УрО РАН, 2003. 374 с.

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

15. Паньков И. Л., Морозов И. А. Деформирование соляных пород при объемном многоступенчатом нагружении // Записки Горного Института. 2019. Т. 239. С. 510—519. DOI: 10.31897/PMI.2019.5.510.

16. Artkhonghan K., Sartkaew S., Thongprapha T., Fuenkajorn K. Effects of stress path on shear strength of a rock salt // International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. 2018. Vol. 104. Pp. 78—83. DOI: 10.1016/j.ijrmms.2018.02.014.

17. Müllera Ch., Frühwirt Th., Haase D., Schlegel R., Konietzky H. Modeling deformation and damage of rock salt using the discrete element method // International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. 2018. Vol. 103. Pp. 230—241. DOI: 10.1016/j.ijrmms.2018.01.022.

18. Sriapai T., Walsri Ch., Fuenkajorn K. True-triaxial compressive strength of Maha Sarakham salt // International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. 2013. Vol. 61. Pp. 256—265. DOI: 10.1016/j.ijrmms.2013.03.010.

19. Aditya Singh, Chandan Kumar, Gopi Kannan L., Seshagiri Rao K., Ayothiraman R. Estimation of creep parameters of rock salt from uniaxial compression tests // International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. 2018. Vol. 107. Pp. 243—248. DOI: 10.1016/j. ijrmms.2018.04.037.

20. Wenjing Li, Yanhui Han, Tao Wang, Jiwei Ma DEM micromechanical modeling and laboratory experiment on creep behavior of salt rock // Journal of Natural Gas Science and Engineering. 2017. Vol. 46. Pp. 38—46. DOI: 10.1016/j.jngse.2017.07.013.

21. Aditya Singh, Chandan Kumar, Gopi Kannan L., Seshagiri Rao K., Ayothiraman R. Rheological behaviour of rock salt under uniaxial compression // Procedia Engineering. 2017. Vol. 173. Pp. 639—646. DOI: 10.1016/j.proeng.2016.12.122.

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

23. Агеенко В. А. Исследование реологических свойств каменной соли // Известия Уральского государственного горного университета. 2019. № 53. — С. 115—120. DOI: 10.21440/2307-2091-2019-1-115-120.

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.