Изучение напряженного состояния и механизма деформирования массивов горных пород при образовании природно-техногенных карстовых провалов

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Статья посвящена оценке изменения напряженно-деформированного состояния массивов горных пород при формировании мульд сдвижения и провалов земной поверхности на подработанных территориях шахтных полей Верхнекамского месторождения калийных солей в Пермском крае РФ. Дается описание инженерно-геологических условий одного из типичных участков месторождения, а также природных и техногенных факторов, влияющих на развитие опасных геологических процессов. Приводятся методические особенности разработки геомеханической модели участка и составления конечно-элементной расчетной схемы с выбором расчетных показателей свойств пород и граничных условий расчетной области. Рассматриваются закономерности изменений полей напряжений и деформаций в массивах пород при создании единичных и групп шахтных выработок, расположенных рядом на одной глубине. Описываются возможные механизмы деформирования и разрушения массивов закарстованных горных пород при образовании природно-техногенных провалов земной поверхности. Результаты исследований важны для прогнозирования опасных процессов и принятия защитных мер.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Ю. А. Мамаев

Институт геоэкологии им. Е.М. Сергеева РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: mamaev47ya@mail.ru
Россия, Уланский пер., д. 13, стр. 2, Москва, 101000

А. Н. Власов

Институт прикладной механики РАН

Email: iam@iam.ras.ru
Россия, Ленинградский пр., д. 7, Москва, 125040

М. Г. Мнушкин

Институт геоэкологии им. Е.М. Сергеева РАН

Email: mamaev47ya@mail.ru
Россия, Уланский пер., д. 13, стр. 2, Москва, 101000

А. А. Ястребов

Институт геоэкологии им. Е.М. Сергеева РАН

Email: mamaev47ya@mail.ru
Россия, Уланский пер., д. 13, стр. 2, Москва, 101000

Список литературы

  1. Аварийные ситуации при строительстве и эксплуатации транспортных тоннелей и метрополитенов /С.Н. Власов, А.В. Маковский, В.Е. Меркин и др. М.: ТИМР, 2000. 195 с.
  2. Бате К.Ю. Методы конечных элементов. М.: Физматлит, 2010. 1024 с.
  3. Борзаковский Б.А., Мараков В.Е., Теннисон Л.О. Прогноз негативного влияния затопления рудника БКПРУ-1 ОАО «Уралкалий» на городскую и промышленную застройку г. Березники // Горный информ.-аналит. бюллетень. 2009. № 7. С. 381-396.
  4. Булат А.Ф. Задачи деформирования массива горных пород // Прикладная механика. 2004. Т. 40. № 12. С. 3-16.
  5. Виттке В. Механика скальных пород. М.: Недра, 1990. 439 с.
  6. Исследование прочности и деформируемости горных пород. М.: Наука, 1973. 208 с.
  7. Карташов Ю. М., Матвеев Б. В., Михеев Г. В., Фадеев А. Б. Прочность и деформируемость горных пород. М.: Недра, 1979. 269 с.
  8. Оловянный А.Г. Некоторые задачи механики массивов горных пород. СПб.: ВНИМИ, 2003. 234 с.
  9. Осипов В.И., Барях А.А., Санфиров И.А., Мамаев Ю.А, Ястребов А.А. Карстовая опасность при затоплении калийного рудника в г. Березники Пермского края Российской Федерации // Геоэкология. 2014. № 4. С. 356-361.
  10. Савин Г.Н. Распределение напряжений около отверстий. Киев: Наукова Думка, 1968. 891 с.
  11. Берон А.И. Свойства горных пород при разных видах и режимах нагружения. М.: Недра, 1983. 276 с.
  12. Ставрогин А.Н., Протосеня А.Г. Прочность горных пород и устойчивость выработок на больших глубинах. М.: Недра, 1985. 271 с.
  13. Ставрогин А.Н., Тарасов Б.Г. Экспериментальная физика и механика горных пород. СПб.: Наука, 2001. 343 с.
  14. Eberhardt E. The Hoek–Brown Failure Criterion // Rock Mech. Rock Eng. 2012. V. 45. P. 981-988.
  15. Hoek E, Brown E.T. The Hoek–Brown failure criterion – a 1988 update // In: Curran J. (ed) Proceedings of the 15th Canadian Rock Mechanics Symposium. University of Toronto, Toronto. 1988. P. 31-38.
  16. Jaeger J., Cook N.G., Zimmerman R. Fundamentals of Rock Mechanics. Wiley-Blackwell, 2007. 475 p.
  17. Wittke, W. Rock mechanics. Theory and applications with case histories. Berlin: Springer Verlag, 1990. 1075 p.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Геомеханическая модель (в кружках обозначены номера ИГЭ): а – геологический разрез по расчетной области; б – состав пород Южно-Юрчукского участка месторождения калийных солей (составлена по материалам ПАО «Уралкалий» и ООО «Лукойл-Пермь»).

Скачать (505KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Конечно-элементная расчетная схема и ее фрагмент для Южно-Юрчукского участка месторождения (в кружках – локальная нумерация пород).

Скачать (436KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Вертикальные смещения (осадки) при разной протяженности горизонта соляных выработок (камер): а − 2 камеры; б − 6 камер; в − 8 камер; г − 13 камер.

Скачать (501KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Схема механизма и динамики формирования провала на руднике БКПРУ-1 (вариант 1).

Скачать (430KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Схема механизма и динамики формирования провала на руднике БКПРУ-1 (вариант 2).

Скачать (402KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2019