Моделирование и прогноз эффективности бурения в условиях направленного изменения свойств горных пород поверхностно-активными веществами тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.22, кандидат наук Карасёв, Кирилл Александрович

• Карасёв, Кирилл Александрович
• кандидат наук
• 2014

Оглавление диссертации кандидат наук Карасёв, Кирилл Александрович

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИЗ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ РАЗРУШЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД В ПРОЦЕССЕ БУРЕНИЯ (современное состояние исследований)

1.1. Физические основы механического бурения горных пород

1.2. Фрактальные характеристики трещин

1.3. Физико-химические основы действия поверхностно-активных веществ (эффект Ребиндера)

1.4. Опыт использования поверхностно-активных веществ в процессах горного производства

1.5. Основные направления исследований по использованию ПАВ при бурении горных пород

1.6. Цель и задачи исследований

2. ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ НА СВОЙСТВА И СОСТОЯНИЕ ГОРНЫХ ПОРОД

2.1. Изучаемые горные породы и методы исследований

2.2. Выбор поверхностно-активной среды

2.2.1. Общие принципы выбора поверхностно-активной среды

2.2.2. Определение контактной прочности горных пород как критерия выбора ПАВ

2.2.3. Статистический анализ временной функции контактной прочности горных пород

2.2.4. Фрактальный анализ временных рядов контактной прочности

2.3. Влияние поверхностно-активных веществ на развитие трещиноватости горных пород

2.3.1. Методика изучения трещиноватости горных пород

2.3.2. Экспериментальные исследования трещинной структуры горных пород

2.3.3. Определение фрактальных характеристик трещиноваюсти горных пород

2.3.4. Оценка влияния поверхностно-активных веществ на развитие трещинной структуры горных пород

2.4. Упругие и пластические свойства горных пород

2.5. Прочностные характеристики горных пород

2.6.1 ¡ропюзирование изменения свойств и состояния горных пород под действием ПАВ

ВЫВОДЫ

3. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА БУРЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД

3.1. Обоснование критериев эффективности процесса бурения

3.1.1. Общие принципы формирования критериев эффективности

3.1.2. Производительность бурения горных пород

3.1.3. Критерии износа и затупления бурового инструмента

3.1.4. Критерии пылеобразование при бурении

3.1.5. Оценка коэффициента неоднородности горных пород

3.2. Исследование дробления горных пород ударом

3.3. Лабораторные исследования процесса бурения

3.4. Моделирование износа бурового инструмента

3.5. Математическая модель ударного бурения

3.5.1. Общая оценка буримости горных пород с промывкой растворами ПАВ

3.5.2. Формирование модели

3.5.3. Реализация модели и анализ результатов

ВЫВОДЫ

4. ОПЫТНО-ПРОМЫШЛЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ И ПРОГНОЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЦЕССА БУРЕНИЯ

4.1. Организация опытно-промышленных испытаний

4.2. Исследование механической скорости бурения

4.3. Оценка износа и затупления бурового инструмента

4.4. Оценка запыленности шахтной атмосферы

4.5. Прогноз буримости горных пород на основе имитационного моделирования

4.6. Элементы технологии и экологические аспекты применения ПАВ в процессе бурения

4.7. Математическая модель оптимизации параметров проходческого цикла при

использовании ПАВ

4.7.1. Аналитическая модель процесса бурения шпуров

4.7.2. Аналитическая модель процесса уборки породы

4.7.3. Взаимосвязь параметров проходческих процессов (компоновка модели)

4.7.4. Реализация модели

4.7.5. Экономическая оценка технологии проходки

4.8. Использование результатов работы

ВЫВОДЫ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Библиографический список

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Моделирование и прогноз эффективности бурения в условиях направленного изменения свойств горных пород поверхностно-активными веществами»

ВВЕДЕНИЕ

Определяющим процессом любой горной технологии является разрушение пород. Применительно к подземной разработке прочных скальных пород наиболее распространенным, а подчас единственно возможным способом являются буровзрывные работы (БВР). По трудоемкости и времени процесс бурения составляет до половины общих затрат на строительство выработок и добычу полезных ископаемых. В этой связи главной задачей науки и практики является повышение эффективности указанного процесса.

Одним из наиболее перспективных направлений совершенствования процесса бурения является управление свойствами и состоянием горных пород. Эффективным инструментом этого служит использование поверхностно-активных веществ (ПАВ). Основанное на адсорбционном понижении поверхностной энергии тел (эффект Ребиндера) действие ПАВ сопровождается разупрочнением пород и другими эффектами, способствующими повышению эффективности их разрушения. Приоритет в обосновании и разработке данного направления принадлежит отечественным ученым. Имеется положительный опыт использования ПАВ при бурении в подземных условиях. Однако широкое применение поверхностно-активных веществ в горном деле сдерживается следующими факторами.

Избирательность действия ПАВ требует определения эффективных растворов и поддержания их оптимальной концентрации для данных пород и условий разрушения. В настоящее время нет достаточно работоспособной методики прогноза эффективности использования ПАВ в процессе бурения, без чего невозможно проектировать рациональные параметры технологии этого процесса. Достаточно хорошо изучено влияние ПАВ на прочностные и упругие свойства пород, но все это сделано па феноменологическом уровне, т. е. имеется множество данных по конкретным породам, но нет ясной теоретической концепции, которая могла бы явиться основой прогноза. Общепризнано, что разрушаемость пород (особенно при бурении) определяется зарождением и развитием трещин. Поэтому требуются дальнейшие экспериментальные и теоретические исследования развития трещинной структуры горных пород в поверхностно-активной среде. При этом необходимо учитывать и исследовать трещины как фрактальные объекты.

Таким образом, тема диссертационных исследований, направленных на решение указанных задач, является актуальной.

Объект исследований - процесс бурения в условиях направленного изменения свойств и состояния горных пород поверхностно-активными веществами.

Предмет исследовании - закономерности воздействия ПАВ на трещинную структуру и свойства горных пород, определяющие эффективность процесса бурения.

4

Цель работы - разработка метода прогноза эффективности использования ПАВ при бурении на основе моделирования процесса.

Основная идея работы заключается в использовании установленных закономерностей воздействия ПАВ на характеристики горных пород и процессов их разрушения для прогноза эффективности использования поверхностно-активных веществ при бурении шпуров.

Задачи исследований:

1. Разработка методики выбора эффективных растворов ПАВ в их оптимальной концентрации применительно к процессу бурения горных пород.

2. Исследование влияния ПАВ на характеристики трещинной структуры и свойства горных пород.

3. Моделирование процесса бурения.

4. Обоснование критериев эффективности процесса бурения на основе учета комплекса свойств пород и параметров технологии.

5. Анализ результатов опытно-промышленных испытаний и разработка методов прогноза эффективности использования ПАВ в процессе буровзрывных работ при проходке выработок.

Методы исследований: анализ теорий прочности и физики разрушения горных пород в процессе бурения; современные стандартные методики лабораторного определения свойств горных пород; люминесцентный метод дефектоскопии пород; моделирование процесса бурения; оценка результатов с позиций теории информации, физики разрушения горных пород и фрактальной геометрии.

Защищаемые научные положения:

1. Методика выбора эффективных для данных горно-геологических условий растворов ПАВ в их оптимальной концентрации, основанная на фрактальном тренд-анализе временных рядов контактной прочности, позволяет осуществлять прогноз изменения свойств горных пород в поверхностно-активной среде.

2. Прогноз результатов использования ПАВ в горной технологии основывается на критериях: эффективности бурения, стойкости бурового инструмента, пылеобразования, учитывающих взаимообусловленность параметров техники, технологии и комплекса свойств пород, адекватность которых подтверждается результатами моделирования процесса и промышленных экспериментов.

Обоснованность и достоверность научных положении, выводов и рекомендаций диссертации подтверждается: непротиворечивостью полученных результатов фундаментальным положениям физики разрушения горных пород и теорий бурения; достаточным (с точки зрения заданного уровня надежности - 95 %) объемом и

представительностью статистических выборок, явившихся основой для установления основных закономерностей, изложенных в работе; удовлетворительным соответствием прогнозных оценок результатам модулирования и опытно-промышленного бурения шпуров; апробацией и положительными результатами использования разработанных рекомендаций и методик.

Научная новизна результатов исследований заключается в следующем:

- Разработана методика выбора оптимальных для данных пород растворов ПАВ, основанная на анализе временных рядов контактной прочности пород и отличающаяся комплексным использованием статистических и фрактальных (показатель Хёрста) характеристик ряда.

- Определены закономерности трещинообразования и изменения свойств горных пород в поверхностно-активной среде, что создает основы моделирования процесса бурения.

- Разработана математическая модель разрушения пород единичным ударом бурового инструмента на основе описания работы ядра уплотнения на стадиях деформирования пород с учетом установленных закономерностей воздействия ПАВ на данные процессы.

- Обоснованы формулы критериев эффективности бурения шпуров с точки зрения производительности процесса, износа инструмента и выхода пыли на основе учета комплексной взаимообусловленности комплекса свойств пород, технологических параметров и действия поверхностно-активной среды.

- Разработана система прогнозных оценок, основанная на компьютерной модели оптимизации технологии проходки выработок, учитывающая положительные эффекты бурения шпуров с промывкой растворами ПАВ.

Практическая значимость работы заключается в разработке комплексной методики прогноза эффективности использования поверхностно-активных веществ в процессе бурения скальных пород, включающей выбор эффективных растворов ПАВ, оценку скорости бурения, износа и затупления бурового инструмента, иылеподавления. Это создает основу проектирования оптимальной технологии горных работ.

Личный вклад состоит в постановке задач исследований; непосредственном участии в лабораторных исследованиях трещинной структуры и свойств горных пород в поверхностно-активной среде; в осуществлении моделирования процесса бурения; в анализе результатов опытно-промышленных испытаний и разработке критериев эффективности использования ПАВ в процессе бурения; в формировании основных выводов и результатов работы.

Реализация результатов работы. Разработанные рекомендации и методики переданы для использования в организациях: Институте горного дела УрО РАН, ОАО «Уралгипротранс», ООО «Унипромедь». Полученные теоретические и экспериментальные результаты использованы при подготовке учебников по дисциплинам: «Физика горных пород»,

«Моделирование физических процессов в горном деле», регламентируемым Федеральными государственными образовательными стандартами (ФГОС-3), а также при проведении занятий по данным курсам, в которых автор принимает непосредственное участие.

Апробация работы.

Основные результаты работы докладывались и обсуждались: на III Всероссийской молодежной научно-практической конференция 10-13 февраля 2009 г. - г. Екатеринбург; на Всероссийской конференции-конкурсе студентов выпускного курса - г. Санкт-Петербург (2011 г.); на IV Международной конференции «Проектирование, строительство и эксплуатация комплексов подземных сооружений», - г. Екатеринбург (2013 г); на Международной технической конференции «Теория и практика добычи, обработки и применения природного камня» г. Екатеринбург (2014 г.); на ежегодных молодежных научно-практических конференциях Уральского государственного горного университета, Екатеринбург (2008-2014 гг.).

Публикации.

Основные положения диссертации опубликованы в 15 научных работах. Из них 7 статей в ведущих рецензируемых научных изданиях.

I. АНАЛИЗ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ РАЗРУШЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД

В ПРОЦЕССЕ БУРЕНИЯ (современное состояние исследований)

1.1. Физические основы механического бурения горных пород

Эффективность бурения определяется в первую очередь прочностью разрабатываемых пород. Проблема прочности очень сложна, и, по-видимому, в ближайшее время на построение единой и всеобъемлющей теории прочности не будет [62]. Это обусловлено как многообразием горных пород, так и неопределенностью самого понятия «разрушение». Например, хрупкие тела при определенном напряжении способны «взрывоподобно» распадаться на множество частей (диспергировать). Напротив, пластичные тела (например, влажная глина) даже при очень больших нагрузках не теряют сплошности, но при этом имеют весьма малую несущую способность.

В теоретических расчетах горную породу часто представляют непрерывной, однородной и изотропной средой. В этом случае прочность однозначно определяется силами взаимодействия между частицами тела. Такие расчеты показывают, что теоретическая прочность твердых тел составляет примерно десятую часть от модуля упругости материала: G0 = ЕИк ~ 0,Iii. Однако реальная (определенная в опыте) прочность на несколько порядков

ниже теоретической. Это обусловлено многими факторами.

Горная порода представляет собой многокомпонентную (гетерогенную) систему с различными по свойствам минеральными зернами и цементирующим материалом. В соответствии с теорией Маргетройда при нагружении такой системы напряжения на упругих элементах будут повышаться за счет релаксации напряжений в вязкопластических областях [106]. Вследствие этого в горной породе возникают очаги перенапряжений.

Кристаллы, слагающие горную породу, не образуют идеально правильной упаковки атомов, а имеют множество дефектов, нарушающих межатомное взаимодействие. К их числу относятся [39]: тепловые колебания атомов, точечные (вакансии, атомы внедрения, примесные атомы) и линейные дефекты (дислокации).

Особую роль в формировании прочности твердых тел играют трещины. Впервые теоретические исследования прочности стеклянных нитей с надрезами (трещинами) провел А. Гриффите [62].

Теория, предложенная в 1921 году английским инженером Аланом Арнольдом Гриффитсом (1883-1963 гг.) [163], рассматривает именно физику процесса разрушения. Опираясь на теоретические исследования Г. В. Колосова, определившего закономерности

концентрации напряжений в окрестности трещины, Гриффите сформулировал стройную теорию хрупкого разрушения тел. Он предположил, что в твердом теле всегда присутствуют трещины, значительно снижающие его сопротивление нагрузкам. Критерий прочности Гриффитса основан на равенстве трещинодвижущей силы:

т сИ Е

и сопротивлению росту трещины:

Я = = 4еч. (1.2)

сИ

где Ь - длина трещины; а - действующее напряжение; Е - модуль упругости; - удельная поверхностная энергия горных пород.

Разрушающее значение напряжения (прочность при растяжении) в соответствии с критерием Гриффитса, запишется в виде:

= (1.3)

V ^к,.

Теория Гриффитса с поправками Ирвина - Орована [44] достаточно точно описывает механизм разрушения горных пород. Однако не решает проблему прочности в целом в силу следующих присущих данной теории недостатков. В частности, теория Гриффитса постулирует наличие в разрушаемом теле трещин, никак не объясняя механизм их зарождения. А без наличия трещин теория просто не работает. Экспериментальные данные по разрушению горных пород [92, 145] показывают, что такие характеристики, как пределы упругости, прочности, текучести, явно нестабильны и их величина существенно зависит от условий нагружения тел. Такое непостоянство указанных «пределов» указывает на какую-то общую физическую причину, делающую их неоднозначными, а принятую статическую модель - неполной. Отсюда следует, что разрушение материалов следует рассматривать как эволюционный процесс, развивающийся во времени.

Предпринимались попытки объяснить этот процесс в рамках классической теории хрупкого разрушения (теории Гриффитса). Так, Е. Орован [165] предположил, что временная зависимость прочности обусловлена адсорбцией молекул воды поверхностью трещин, что снижает поверхностную энергию тел В соответствии с концепцией Маргетройда [126] этот феномен определяется гетерогенным строением горных пород, вследствие чего с увеличением длительности нагружения происходит увеличение (концентрация) напряжений на более упругих элементах тела за счет разгрузки (релаксации) вязкопластических областей. Данные явления, несомненно, имеют место. Однако они не в состоянии полностью объяснить и, что главное, количественно описать процесс. Таким образом, зависимость прочности от времени

нагружения невозможно понять с чисто статических позиций, принимая прочность как константу материала. Необходимо рассматривать процесс разрушения на атомно-молекулярном уровне.

Такие исследования впервые предпринял академик С. Н. Журков [40] в 50-х годах XX века. Он предложил кинетическую концепцию прочности и ввел понятие долговечности тела /д, т. е. время его жизни при данных условиях нагружения. Уравнение долговечности материала при постоянной температуре можно описать уравнением [126]:

/д = А ехр (-аа), (1.4)

где А и а - константы материала.

Главным фактором снижения прочности во времени оказались тепловые колебания атомов в твердом теле. Их учет существенно меняет саму постановку задачи разработки теории прочности. Действительно, в этом случае внешней нагрузке сопротивляется уже не статичный ансамбль связанных атомов, а некоторая динамическая система, находящаяся в колебательном движении. Опытами на растяжение твердых тел самой различной структуры (моно- и поликристаллы, полимеры, композитные материалы) было установлено, что их прочность существенно зависит от температуры и времени нагружения. Характер этой зависимости показывает, что со временем в нагруженном теле идут процессы постепенного накопления элементарных актов разрушения. Например, после прерывания нагрузки по истечении какого-то времени образец становится ослабленным и при дальнейшем нагружении его прочность снижается. При этом существенно, что темпы снижения прочности во времени зависят от температуры тела. Аналитически эта зависимость выражается формулой:

ш

. кТ .

где к - постоянная Больцмана; Т- абсолютная температура.

Величина U (а) может быть названа энергией активации процесса разрушения, т. е. энергией, необходимой для отрыва атомов из узла кристаллической решетки (потенциальный барьер). Структура данной функции следующая:

U(a) - Uq-ya, (1.6)

где Uo - начальная энергия активации при отсутствии напряжений (а = 0).

Данное выражение показывает, что с увеличением напряжений энергия активации, а, следовательно, и долговечность тела уменьшаются. Внешняя сила (с) напрягает связи между атомами и играет роль «вентиля», облегчая и направляя разрушающее действие тепловых флуктуации. В отсутствие а процессы ухода атомов из узла решетки за счет прихода £фЛ уравновешиваются обратным приходом атомов из межузлия, т. е. данный процесс имеет

/д = /о-ехр

(1.5)

ненаправленный характер. Член у а выражает ту работу, которую в разрушении тела выполняет внешняя сила (остальную часть работы, т. е. С/о - уст, выполняют тепловые флуктуации).

Рассмотренные выше теории и концепции прочности основываются на модели тела либо как однородной бесструктурной среды, либо как материала, имеющего структуру, но однородного по всему объему. Горные породы такими телами заведомо не являются. Они сложены различными по свойствам минеральными зернами, содержат макро дефекты в виде пор и различных включений, а также объекты различного агрегатного состояния (газы, жидкости). В этих условиях детерминированные теории прочности оказываются явно несостоятельными.

Разрушение горной породы (с позиций любой теории прочности) определяется действующими в ней напряжениями. Но в силу неоднородного строения пород локальные очаги концентрации напряжений распределены в ее объеме случайным образом. Поэтому прочность и разрушение горных пород необходимо рассматривать со статистических позиций. Такой подход оправдан и для большинства других, используемых человеком, материалов. Идея о статистической природе прочности впервые (в научном плане) была выдвинута отечественными учеными А. П. Александровым и Н. С. Журковым в 1933 г. [3]. Дальнейшее развитие статистической теории прочности отражено в работах В. Вейбулла [21], Т. А. Канторовой и Я. И. Френкеля [47], С. Д. Волкова [25] и других исследователей.

Таким образом, описанные выше теории не позволяют достоверно рассчитывать прочность реальных пород. Поэтому в инженерной практике используют технические критерии прочности [51, 118].

Главным и наиболее употребительным в инженерной практике является критерий Мора. Условие разрушения определяется соотношением предельных касательных и нормальных напряжений: г =

В настоящее время теория Мора [97] получила широкое распространение в инженерной практике. Теория связывает предельные касательные и нормальные напряжения. При этом принимается, что прочность тел практически не зависит от величины промежуточного напряжения сь. Применительно к горным породам установлено [16, 117, 141, 142], что такое допущение дает ошибку не более 10-15 %. Это не превышает погрешности экспериментальных определений прочности пород.

Теории и концепции процесса механического бурения

В общем случае разрушение горных пород происходит под действием сложного напряженного состояния, которое можно охарактеризовать совокупностью сжимающих, растягивающих и скалывающих напряжений. Исходя из предположения о равенстве вклада

каждого вида напряжений в процессе разрушения пород, В. В. Ржевский и Г. Я. Новик [129] предложили обобщенный показатель относительной трудности разрушения:

Птр = кс А (о«к + ар + тсдв) + В у, (1.7)

где кс - коэффициент структурного ослабления массива;

Сток, тслв - прочность пород при сжатии, растяжении и сдвиге; у - объемный вес горных пород.

А = 5-Ю"8 и В = 5-10"5 м - коэффициенты, введенные из соображений удобства классификации горных пород по разрушаемости. Данный обобщенный показатель может быть конкретизирован для различных способов разрушения, в частности, для бурения:

П = Л (Оок + тсдв + В у), (1.8)

где Л = 7-10"8и£ = 103м.

Применительно к бурению, показателем, наиболее полно отражающим эффективность процесса, может служить скорость бурения Так, по данным разных авторов [8, 18, 129 и др.] для перфораторного бурения Уъ связана со свойствами пород следующим образом:

Уб = к/асж0'59, (1.9)

где к - коэффициент, учитывающий конструктивные особенности бурового инструмента;

= 415 -32/+ 0,65/2, (1.10)

где /-коэффициент крепости горных пород, - мм/мин;

= 290 N/[а"2 (/д + 2,6)], (1.11)

где N - мощность перфоратора, кВт, ¿/-диаметр буровой коронки, мм, /д - динамический коэффициент крепости;

у6 = к/ [осж Тсдв 1ё(а/2 +/], (1.12)

где а - угол приострения лезвия инструмента,

/ - коэффициент трения инструмента о породу;

= (1.13)

где А - энергия единичного удара, Дж, п - частота ударов в минуту, с1ш - диаметр шпура, мм;

Кб = 0,003 АпУмаксМ2, (1.14)

где Кщах - показатель дробимости (по Л. И. Барону):

1/б = (7,2-10-6/>к-2,75)"', (1.15)

где Рк - контактная прочность горных пород.

Не меньшее количество таких статистических уравнений известно для вращательного, шарошечного и других способов бурения. Анализ этих уравнений показывает, что

рассчитанные скорости бурения для одних и тех же пород и условий могут отличаться в несколько раз. Обращает на себя внимание и разный характер зависимостей. Все это становится понятным, если учесть, что уравнения найдены по опытным данным для конкретных пород, типов перфораторов, технологий бурения, включая условия работы, квалификацию бурильщиков и др. Поэтому каждое уравнение можно использовать лишь для тех условий, для которых оно найдено.

Объективную информацию можно получить на основе учета физических закономерностей процесса разрушения. Однако разработка строгих аналитических методов расчета в силу сложности и неоднозначности реального механизма разрушения пород всегда связана с некоторыми (иногда спорными) допущениями и известной идеализацией объекта -горной породы. Это часто приводит к тому, что расчетные показатели существенно отличаются от данных практики. И, тем не менее, аналитический подход является более предпочтительным, ибо он позволяет учесть объективно действующие в природе закономерности.

Первая теоретическая схема ударного разрушения была предложена в конце XIX века Долежалеком (Чехословакия). Дальнейшее ее развитие связано с русским ученым Н.С. Успенским (1909 г.) [136]. Данная теория основана на рассмотрении системы сил при внедрении в горную породу инструмента клиновидной формы, при этом физика разрушения пород под инструментом не рассматривается. *

Теория II. С. Успенского дает верные соотношения между силовыми характеристиками бурения, однако се использование для конкретных расчетов ограничено в силу присущих ей недостатков. Во-первых, это наличие эмпирических коэффициентов, величину которых нельзя определить из общефизических представлений. В некоторых работах приводятся соответствующие рекомендации. Кроме того, теория не рассматривает физику процесса разрушения. В частности, используемые в расчетных формулах величины прочности на смятие и скалывание горных пород, не имеют ясного физического смысла. Однако достоверность расчетной схемы и корректность вывода основных соотношений позволяют использовать данную теорию как базовую при разработке методов проектирования процесса бурения.

Как показано Л. А. Шрейнером [149], разрушение горных пород механическим инструментов всегда связано с его внедрением в поверхность породы. При этом процесс можно представить как вдавливание плоского штампа в полубесконечное тело (упругое или упруго-пластичное полупространство). За счет действующей нагрузки под штампом образуется область объемного сжатия, называемая ядром уплотнения. Плодотворная идея об образовании и роли ядра уплотнения в процессе разрушения горных пород была высказана И. А. Остроушко [105]. В общем случае сжагос в продольном направлении ядро уплотнения расширяется в поперечном направлении. Возникающие вблизи этого ядра растягивающие напряжения и приводят к

разрушению горной породы. Разрушение горной породы под инструментом происходит в результате комбинации скола (разрушение на вторую свободную поверхность, образованную в результате предыдущего акта разрушения) и выкола (разрушение на ту же поверхность, на которую приложена разрушающая сила).

Основываясь на работе ядра уплотнения, И. А. Остроушко [105] разработал теорию бурения, основные черты которой можно представить в следующем виде. Разрушение породы иод штампом носит циклически-затухающий характер. В каждом цикле можно выделить несколько этапов. На первом этапе под действием осевой нагрузки Ру возникает упругий прогиб породы под штампом. Деформация породы при этом соответствует закону Гука. На втором этапе, когда напряжения породы под штампом достигают предела упругости, в ней происходят необратимые изменения, заключающиеся в следующем. В площадках под углом 45° касательные напряжения достигают максимума, и образуется система трещин. Деформация породы становится нелинейной. На третьем этапе под инструментом образуется ограниченное трещинами ядро уплотнения в объеме конуса. Горные породы в ядре находятся в условиях объемного сжатия. Расширяясь под действием нагрузки, ядро уплотнения выталкивает породу по трещинам. После этого ядро мгновенно разгружается, и объемное напряженное состояние переходит в одноосное. Запасенная в ядре уплотнения упругая энергия расходуется на разрушение и переизмельчение породы. Нагрузка резко падает и штамп заглубляется в породу на глубину Ио. При этом под штампом в основании конуса разрушения остается переизмельченная порода. На четвертом этапе при движении инструмента происходит уплотнение разрушенной породы под штампом, что сопровождается возрастанием усилия Ру. При этом уплотненная порода служит дополнительным рабочим телом, передающим нагрузку на окружающий массив. Затем цикл разрушения повторяется, но уже при большем осевом усилии, поскольку расходуется дополнительная энергия на уплотнение разрушенной породы под штампом и преодоление сил трения боковой поверхности штампа о породу. Число циклов разрушения зависит от величины осевого усилия и свойств горных пород. При этом от цикла к циклу сопротивление внедрению инструмента увеличивается, а объем разрушения, как и величина деформации, уменьшается.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Карасёв, Кирилл Александрович, 2014 год

Библиографический список

1 Авдулов П.В. Математическое программирование в горной промышленности. -М.: МГИ, 1970.-278с.

2 Адсорбционное понижение прочности кристаллов щелочных галогенов. / В.Ю.Траскин, Н.В.Перцов, З.Н.Скворцова и др. //ДАН СССР. -1970. Т. 191, №4. -С. 876-879.

3 Александров А.П., Журков Н.С. Явление хрупкого разрыва. - М.: ГТТИИ, 1933. - 51 с.

4 Алексеев А.Д. Обработка выбросоопасных пластов водными растворами ПАВ / А.Д. Алексеев, Г.П. Стариков, М.Ф. Малюга, О.С. Аносов. - Киев.: Тэхника, 1988. - 86 с.

5 Алексеев А.Д., Недодаев Н.В. Предельное состояние горных пород. -Киев: Наукова думка, 1982.-200с.

6 Анохина О.О. Прогнозирование свойств горных пород и параметров процессов их разрушения на основе компьютерного банка данных: Дне. ... канд. техн. наук: 25.00.20. - Екатеринбург, 2002. - 215 с.

7 Баренблатт Г.И. Автомодельные явления - анализ размерностей и скейлинг. Пер. с англ.: Долгопрудный: «Интеллект», 2009. - 216 с.

8 Барон Л.И. Горнотехнологическос породоведение. Предмет и способы исследований. -М.: Наука, 1977.-324с.

9 Барон Л.И., Глатман Л.Б. Износ инструмента при резании горных пород. -М.: Недра, 1969.-168 с.

10 Барон Л.И., Глатмаи Л.Б. Контактная прочность горных пород. -М.: Недра, 1966. -168с.

11 Барон Л.И., Коняшин Ю.Г., Курбатов В.М. Дробимость горных пород. -М.: Изд. АН СССР, 1963.-167с.

12 Барон Л.И., Кузнецов A.B. Абразивность горных пород при добывании. -М.: Изд. АН СССР, 1961.-168с.

13 Барон Л.И., Хмельковский И.Е. Разрушаемость горных пород свободным ударом. -М.: Наука, 1971.-203с.

14 Бартенев Г.Н., Юдина И.В., Ребиндер Г1. А. К теории самопроизвольного диспергирования твердых тел. // Коллоидный журнал. -1958. -№5. -Т.20. -С. 655-664.

15 Беркович М.Г., Бухман Я.З. Промышленная пыль. -Свердловск: Сред. Урал. кн. изд-во, 1960.-315 с.

16 Берон А.И., Чирков С.Е. Исследование прочности горных пород в условиях трехосного неравномерного сжатия. // Научные сообщения ИГД им. А.А.Скочинского, 1969. -С. 33-38.

17 Бондарик Г.К. Основы теории изменчивости инженерно-геологических свойств горных пород. -М.: Недра, 1971. -272с.

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

Венделин А.Г. Процесс принятия решения. -Таллин: Валгус, 1973. -216с. Вестбрук Дж. Действие адсорбированной воды на пластическую деформацию неметаллических твердых тел // Чувствительность механических свойств к действию среды / Избранные доклады на международном симпозиуме. -М.: Мир, 1969. -С. 257-273. Вествуд А., Прис К., Камдар М. Хрупкое разрушение в присутствии адсорбционно-активных жидких металлов // Чувствительность механических свойств к действию среды / Избранные доклады на международном симпозиуме. -М.: Мир, 1969. -С. 118-180. Витке В. Механика скальных пород. Пер. с нем. - М.: Недра, 1990. - 439 с. Влияние поверхностно-активных веществ на развитие трещиноватости нагруженных горных пород / О.Г.Латышев, Н.И.Иванова, С.С.Иванова, Н.В.Перцов // Изв. вузов. Горный журнал. -1988. -№12. -С.4-8.

Воздвиженский Б.И., Мельничук И.П., Пешалов Ю.А. Физико-механические свойства горных пород и влияние их на эффективность бурения. -М.: Недра, 1973. -240с. Воздействие водных растворов поверхностно-активных веществ на состояние выбросоопасных угольных пластов / А.Д.Алексеев, Н.В.Недодаев, Г.П.Стариков и др. // Внезапные выбросы на больших глубинах. -Киев: Наукова думка, 1979. -С. 45-52. Волков С.Д. Статистическая природа прочности. - Свердловск: Машгиз, 1960. - 175 с. Воронков Г.Я., Кусов Н.Ф., Марцинкевич Г.И. Влияние сложного напряженного состояния на проявление поверхностных явлений в твердых телах // Физ. -хим. механика и лиофильность дисперсных систем. -1985, Вып. 18. -С. 46-51. Воронков Г.Я., Марцинкевич Г.И. Воздействие адсорбционно-активной среды на уголь в условиях сложного напряженного состояния // Науч. труды ИГД им. А.А.Скочинского, -Вып. 224. -С. 30-35.

Воронков Г.Я., Марцинкевич Г.И., Исаева НЛО. Адсорбция ПАВ из растворов и снижение прочности угля // Способы и средства управления состоянием массива / Науч. сообщ. ИГД им. А.А.Скочинского. -1987. -С. 24-28.

Временное руководство по исследованию эффективности применения ПАВ при механическом разрушении горных пород.-М.: Изд. ИГД им. А.А.Скочинского, 1990. -32с. Временное руководство по прогнозу выбросоопасности угольных пластов и вмещающих пород по данным геофизических исследований геологоразведочных скважин в Донецком бассейне. -М.: Изд. ИГД им. А.А.Скочинского, 1989. -48с. Гальянов A.B., Гордеев В.А. Применение вероятностных схем к задачам из практики горного дела. -Екатеринбург: Изд. УГГУ, 2005. -157 с.

Геращенков И.Ф., Суслов В.В., Кремер Ф.Ф. Борьба с пылью в породных забоях. -М.: ЦНИЭИУголь, 1977. -26 с.

33

34

35

36

37

38

39

40

41

42

43

44

45

46

47

48

Гликман Е.Э., Горюнов 10.13. Механизм жидкомегаллической хрупкости и других проявлений эффекта Ребиндера в металлических системах // Физ. -хим. механика материалов. -1978, №4. -С. 20-30.

Глушко В.Т., Борисенко В.Г. Инженерно-геологические особенности железорудных месторождений. -М.: Недра, 1978.-254с.

Глушко В.Т., Ямщиков B.C., Яланский A.A. Геофизический контроль в угольных шахтах. -Киев: Наукова думка, 1978.-224с.

Греч С., Синг К. Адсорбция, удельная поверхность, пористость. -М.: Мир, 1970. -407 с. Гухман A.A. Введение в теорию подобия. -М.: Высшая школа, 1973. -296с. Дудушкина К.И., Бобров Г.Ф. Деформационные свойства пород глубоких горизонтов. -М.: Недра, 1974.-129с.

Епифанов Г.И. Физика твердого тела. - М.: Высшая школа, 1977. -288 с. Журков С.Н., Куксенко B.C., Петров В.А., Савельев В.Н., Султанов У. О прогнозировании разрушения горных пород// Изв АН СССР. Физика Земли, 1977. №6. -С. 11-18. Забигайло В.Е., Лукинов В.В., Репка В.В. Эффективность воздействия на горный массив текучими и структурное районирование Донбасса // Изв. вузов. Горный журнал. -1988. -№3. -С. 1-5.

Зажинаев Л.С., Кишьян A.A., Романиков Ю.И. Методы планирования и обработки

результатов физического эксперимента. -М.: Атомиздат, 1978. -231с.

Звягинцев Л.И., Томашевская И.С., Хамидуллин Я.Н. Образование трещинных структур в

условиях неравномерного сжатия // Изв. АН СССР, Сер. геол., №3, 1974. -С. 83-93.

Ирвин Дж., Парис П. Основы теории роста трещин и разрушения // Разрушение. Том 3.

Инженерные основы и воздействие внешней среды. -М.: Мир, 1976. - С.17-66.

Ищук И.Г. Исследование способа ослабления угольного массива нагнетанием в пласт

воды под высоким давлением // Труды конф. по разрушению углей и пород. -М.: Высшая

школа, 1963.-С. 87-99.

Каждан А.Б., Гуськов О.И., Шиманский АЛ. Математическое моделирование в геологии и разведке полезных ископаемых. -М.: Недра, 1979. -168с.

Канторова Т.А., Френкель Я.И. Статистическая теория хрупкой прочности реальных кристаллов. //Журнал технической физики, 1941, -XI, № 3. -С. 173-181. Карасёв К.А. Формирование критериев эффективности процессов бурения на основе теории размерности // Международная научно-практическая конференция «Уральская горная школа - регионам» г. Екатеринбург, 8-9 апреля. (Уральская горнопромышленная декада, г. Екатеринбург, 1-10 апреля 2013 г.): сборник докладов / Оргкомитет: Н. Г. Валиев (отв. за выпуск) и [и др.]; Уральский государственный горный университет. -

49

50

51

52

53

54

55

56

57

58

59

60

61

62

63

Екатеринбург: Изд-во УГГУ, 2013. - С. 246-247.

Каркашадзе Г.Г. Механическое разрушение горных пород. -М.: Изд-во МГГУ, 2004. -222с. Карякин В.А., Боровиков A.C. Люминесцентная и цветная дефектоскопия. -М.: Машиностроение, 1972.-239 с.

Качанов Л. М. Основы механики разрушения. - М.: Наука, 1974. -312 с.

Кинетика смачивания угольной пыли водными растворами поверхностно-активных веществ / И.Г.Ищук, С.Н.Подображин, Г.Я.Воронков и др. // Борьба с силикозом. -М.: Наука, 1982, Т. 11.-С. 17-23.

Колесников В.Г., Андреев С.Ю., Рыжов Г.А. Изменение физического состояния угольного пласта при его физико-химической обработке II Физика и процессы разрушения горных пород.-Киев: Наукова думка, 1987.-С. 127-131.

Колесников H.A., Рахимов А.К., Брыков A.A., Булатов А.И. Процессы разрушения горных пород и резервы повышения скорости бурения. -Ташкент: ФАН, 1989. -188с. Круглицкий H.H., Мартынова Л.М. Диспергипрование порошков синтетических алмазов с применением поверхностно-активных веществ // Физ. -хим. механика и лиофильность дисперсных систем.-Вып. 18,-Киев: Наукова думка, 1986.-С. 19-27.

Крылов С.С., Бобков НЛО. Фракталы в геофизике: Учеб. пособие. -СПб: Изд-во СПб университета, 2004. -138 с.

Крюков Г.М., Глазков Ю.В. Феноменологическая квазистатическо-волповая теория деформирования и разрушения материалов взрывом зарядов промыпшенных ВВ. -М.: Изд. МГГУ, 2003. -67с.

Крюков Г.М., Горбонос М.Г. Запаздывание разрушения и увеличение прочности горных пород при динамическом нагружении. -Новосибирск: ФТПРПИ, №1, 1978. -С. 41-47. Кузнецов В.Д. Поверхностная энергия твердых тел. -М.: ГИТЛ, 1954. -220 с. Кусов Н.Ф., Воронков Г.Я., Германович Л.Н. О возможности самопроизвольного диспергирования угля // Научные основы разрушения угля и горных пород / Науч. тр. ИГД им. А.А.Скочинского.-1979.-Вып. 179.-С. 18-25.

Кусов Н.Ф., Эдельштейн O.A., Шоболова Л.II. Применение адсорбционно-активных сред для снижения сопротивляемости горных пород разрушению. // Физ. -хим. механика и лиофильность дисперсных систем. -Вып. 18. -Киев: Наукова думка, 1986. -С. 41-46. Латышев О. Г. Разрушение горных пород. - М.: Теплотехник, 2007. -672 с. Латышев О. Г., Осипов И. С., Ерсмизии А. II., Карасев К. А. Активизация процессов зарождения и развития трещин в поверхностно-активной среде при разработке пород невзрывчатыми разрушающими составами // Изв. вузов. Горный журнал. - 2012. -№ 1. - С. 115-118.

64

65

66

67

68

69

70

71

72

73

74

75

76

Латышев О.Г. Июенсификация ползучести горных пород под действием поверхносшо-активных веществ //Изв. вузов. Гор 1ый жур1 ил. -1997. -№ 7-8. -С. 1 -5.

Латышев О.Г. Использование поверхностно-активных веществ в процессах горного производства // Известия Уральской гос. горно-геологической академии. Сер. Горное дело. -2000. -Вып. 11. -С. 153-159.

Латышев О.Г. Использование поверхиостио-активных сред для направленного изменения свойств пород в процессах горного производства // Дис. ... д-ра. техн. наук. -Кемерово:, 1996.- 331 с.

Латышев О.Г. Исследование и контроль увлажнения горных пород //Изв. вузов. Горный журнал. -1996. -№12. -С.3-8.

Латышев О.Г. Лабораторные методы определения свойств горных пород: Учеб.

пособие по выполнению лабораторных работ по дисциплине «Физика горных пород» / О.Г. Латышев, М.А. Азанов. Екатеринбург: Изд. УГГГА, 1997. - 76 с. Латышев О.Г. Оценка изменчивости физических свойств горных пород // Изв. вузов. Горный журнал. -1979. -№9. -С.6-8.

Латышев О.Г. Перспективы использования поверхностно-активных веществ для управления свойствами пород в процессах строительства шахт // Строительство шахт, рудников и подземных сооружений / Межвуз. науч.-темат. сборник. -Свердловск: СГИ, 1988. -С.69-73.

Латышев О.Г. Управление свойствами и состоянием горных пород при строительстве и эксплуатации шахт// Изв. вузов. Горный журнал. -2008. -№1. -С.116-120. Латышев О.Г., Жилин A.C., Осипов И.С. К обоснованию методики определения характеристик дробимости горных пород ударом и взрывом //Изв. вузов. Горный журнал.-2005.-№ 1.-С. 103-107.

Латышев О.Г., Азанов МА Использование поверхносшо-активных сред для борьбы с пылью при бурении шпуров и скважин // Известия Уральской гос. горно-геолотческой академии. Сер. Горное дело. -1997. -Вып.7.-С.140-143.

Латышев О.Г., Азанов М.А. Комплекс мероприятий по борьбе с пылью при производстве буровзрывных работ // Известия Уральской гос. горно-геологической академии. Сер. Горное дело. -2000. -Вып. 11. -С.277-279.

Латышев О.Г., Анохина О.О. Прогнозирование эффективности процессов бурения горных пород //Изв. вузов. Горный журнал. -2002. -№ 4. -С.69-73.

Латышев О.Г., Жилин A.C., Осипов И.С., Сынбулатов В.В. Выбор поверхностно-активной среды для управления свойствами пород в горной технологии //Изв. вузов. Горный журнал. -2004. -№ 6. -С. 117-121.

77

78

79

80

81

82

83

84

85

86

87

88

89

90

Латышев О.Г., Засыпкин А.И., Меньшиков Б.В. Оценка пылеподавления и износа инструмента при бурении горных пород с промывкой растворами поверхностно-активных веществ // Строительство шахт, рудников и подземных сооружений / Межвуз. науч.-темат. сборник. -Екатеринбург: УГИ, 1992. -С.51-54.

Латышев О.Г., Иванова С.С., Каргапольцев М.М. Бурение шпуров и скважин с промывкой растворами поверхностно-активных веществ // Строительство шахт, рудников и подземных сооружений / Межвуз. науч.-темат. сборник. -Свердловск: СГИ, 1990. -С.44-49.

Латышев О.Г., Иванова С.С., Суворов Б.И. Влияние поверхностно-активных веществ на физические свойства горных пород // Изв. вузов. Горный журнал. -1985. -№12. -С. 1-5. Латышев О.Г., Карасев К.А., Еремизин А.II. Выбор критерия эффективности использования поверхностно-активных веществ в процессах разрушения горных пород// Изв. вузов. Горный журнал. - 2011. -№ 3. - С. 113-119.

Латышев О.Г., Матвеев A.A., Мартюшов К.С., Еремизин А.Н. Прогноз деформационных характеристик трещиноватых горных пород и массивов // Изв. вузов. Горный журнал. -2011. -№ 7. - С. 92-97.

Латышев О.Г., Осипов И.С., Еремизин А.П., Карасев К.А. Изменение фрактальных характеристик трещинной структуры горных пород в поверхностно-активной среде // Изв. вузов. Горный журнал. - 2011. -№ 6. - С. 113-117.

Латышев О.Г., Осипов И.С., Сынбулатов В.В., Еремизин А.Н. Определение фрактальной размерности трещин для оценки прочности горных пород // Изв. вузов. Горный журнал. - 2009. -№ 8.-С. 119-124.

Латышев О.Г., Рыбак В.П. Критерий оценки э(|х|>ективнос1и процесса разрушения горных пород //Изв. вузов. Topi 1ый журнал. -1999. -№11-12. -С.68-71.

Латышев О.Г., Суворов Б.И. Изучение контактной прочности и дробимости горных пород с помощью ультразвука // Изв. вузов. Горный журнал. -1974. -№8. -С.74-76. Липатников В.Е., Казаков K.M. Физическая и коллоидная химия. Учебник. -М.: Высшая школа, 1981.-231с.

Лихтман В.И., Рсбиндер П.А., Карпенко Г.В. Влияние поверхностно-активной среды на процессы деформирования металлов. -М.: Изд. АН СССР, 1954. -208с. Львовский E.H. Статистические методы построения эмпирических формул. - М.: Высшая школа, 1982. - 224 с.

Люминесцентный анализ / Под ред. Константиновой-Шлезингер. -М.: Физматли г, 1961. -400 с. Маевская Л.Н., Зорин З.М., Чураев Н.В. Впитывание водных растворов ПАВ в гидрофобные пористые тела. // Коллоидный журнал. -1977. -Т.39. -№6. -С. 1081-1086.

91

92

93

94

95

96

97

98

99

100

101

102

103

104

105

106

107

Макарон Ю.С., Прнсташ В.В., Соломина H.A. Влияние температуры и влажности горных пород на их прочностные показатели. // Способы и средства управления состоянием массива. / Науч. сообщ. ИГД им. А.А.Скочинского, 1987. -С. 106-114. Макклингок Ф. Пластические аспекты разрушения // Разрушение. Том 3. Инженерные основы и воздействие внепн ¡ей среды -М.: Мир, 1976. - С.67-262.

Мандельброт Б. Фрактальная геометрия природы. Пер. с нем. -М.: Изд-во: ИКИ, 2002. -656 с. Матвеенко В.Н., Перцов П.В., Щукин Е.Д. Закономерности ползучести монокристаллов нафталина. // ФТТ. -1975. -№5. -С. 1474-1477.

Методические разработки применения Г1АВ для борьбы с внезапными выбросами в

угольных шахтах. -Киев: Наукова думка, 1981. -52с.

Миндели Э.О. Разрушение горных пород. -М.: Недра, 1975. -600с.

Мор О. Чем обусловлен предел прочности и временное сопротивление материала// Новые идеи в 'технике. — Петроград: Образование, 1915.№1.С. 1-50.

Мосииец В.Н. Энергетические и корреляционные связи процесса разрушения пород взрывом. - Фрунзе: Изд. АН Кирг. ССР, 1963. -233с.

Мосинец В.Н., Пашков А.Д., Латышев В.А. Разрушение горных пород. - М.: Недра, 1975.-216с.

Обработка выбросоопасных пластов водными растворами ПАВ / А.Д.Алексеев и др. -Киев: Тэхника, 1988. -86с.

Овчаренко Ф.Д., Перцов Н.В. Применение поверхностно-активных веществ в горной промышленности // Физ. -хим. механика и лиофильность дисперсных систем. Вып. 18. -Киев: Наукова думка, 1986. -С. 3-5.

Определение свободной поверхностной энергии кристалла нафталина методом раскалывания. / А.Г.Скворцов, Е.А.Синевич, Н.В.Перцов и др. // ДАН СССР. -1970. -Т. 124.-№ 1.-С. 76-79.

Оробченко В.И., Малыш Г.И. Влияние полиэлектролитов на гидрофильные свойства выбросоопасных углей и песчаников. // Уголь Украины. -1977. -№6. -С. 39-40. Оробченко В.И., Марцинкевич Г.И. Воздействие адсорбциоппо-активной среды на уголь в условиях сложного напряженного состояния. // Вопросы управления состоянием горного массива. / Науч. гр. ИГД им. А.А.Скочинского. -1984. -Вып. 224. -С. 30-35. Остроушко И.А. Бурение твердых горных пород. -М.: Недра, 1966. -292с. Павлов П. В., Хохлов А. Ф. Физика твердого тела. - М.: Высшая школа, 1985. -384 с. Перцов Н.В. Механизм действия поверхностно-активных веществ при разрушении материалов // Физ. -хим. механика и лиофильность дисперсных систем. -Вып. 18. -Киев: Наукова думка, 1986. -С. 5-11.

108

109

110

111

112

113

114

115

116

117

118

119

120

121

122

123

124

Пикар С.И. Исследование и разработка способа ведения взрывных работ в выбросоопасных породах с применением поверхностно-активных веществ: Автореф. дисс... канд. техн. наук. -Днепропетровск, 1974. -16 с.

Поверхностно-активные вещества и пути решения проблемы борьбы с пылью и внезапными выбросами угля, породы и газа. / Н.Н.Круглицкий, В.Ю.Третинник, А.Д.Алексеев и др. // Физ. -хим. механика и лиофильность дисперсных систем. -Вып. 13. -Киев: Наукова думка, 1981. -С. 95-99.

Потапов A.A. Фракталы в радиофизике и радиолокации: Топология выборки. -М.: Университетская книга, 2005. -848 с.

Присташ В.В. Энергетические показатели разрушения горных пород при различных видах воздействий // Проблемы механики горных пород. Труды XI Российской конференции. -СПб., 1997.-С. 379-383.

Протасов Ю.И. Пылевыделепие при разрушении горных пород // Изв. вузов. Горный журнал.-1993. -№1.-С.51-53.

Протасов Ю.И. Разрушение горных пород. -М.: Изд-во МГГУ, 2001. —453с.

Протасов Ю.И. Теоретические основы механического разрушения горных пород. -М.:

Недра, 1985.-242с.

Протодьяконов М.М. Методы оценки трещиноватости и прочности горных пород в массиве. -М.: Изд. ИГД им. А.А.Скочинского, 1964. -32с.

Протодьяконов М.М. Механические свойства и буримость горных пород // Механические свойства горных пород. -М.: Изд. АН СССР, 1963. -С. 159-170.

Прочность и деформируемость горных пород / Ю.М.Карташов, Б.В.Матвеев, Г.В.Михеев и др. -М.: Недра, 1979. -269с.

Работпов Ю. Н. Введение в механику разрушения. - М.: Наука, 1987. -80 с. Распределение и корреляция показателей физических свойств горных пород. Справочное пособие. Под ред. Н.В.Мельникова, В.В.Ржевского и др. -М.: Недра, 1981. -192с. Рац М.В. Неоднородность горных пород и их физических свойств. -М.: Наука, 1968. -108с.

Рац М.В., Чернышов С.Н. Трещиноватость и свойства трещиноватых горных пород. -М.: Недра, 1970.-160с.

Ребиндер П.А. Взаимосвязь поверхностных и объемных свойств растворов поверхностно-активных веществ//Успехи коллоидной химии. -М.: Наука, 1973. -С.9-68. Ребиндер П.А. Избранные труды: Поверхностные явления в дисперсных системах. -М.: Наука, 1979.-382с.

Ребиндер П.А., Калиновская H.A. Понижение поверхностной энергии и твердости

125

126

127

128

129

130

131

132

133

134

135

136

137

138

139

140

141

142

143

144

145

адсорбционными слоями. // Журнал физ. химии. -1934. -Т. 5. -№2. -С. 332-357. Ребиндер П.А., Шрейнер JT.A., Жигач К.Д. Понизители твердости в бурении. -М, JI.: АН СССР, 1944.-199 с.

Регель В.Р., Слуцкер А.И. Кинетическая теория прочности // Физика сегодня и завтра. Прогнозы науки. —Л.: Наука, 1973. -С.90-175.

Ржевский В.В. Основы физики горных пород / В.В. Ржевский, Г.Я. Новик. - М.: Недра, 1984.-359 с.

Ржевский В.В. Процессы открытых горных работ. -М.: Недра, 1974. -520с.

Ржевский В.В., Новик Г.Я. Основы физики горных пород: Учебник. -М.: Кн. дом

«ЛИБЕРКОМ», 2010. - 360 с.

Ржевский В.В., Ямщиков B.C. Акустические методы исследования и контроля горных пород в массиве. —М.: Наука, 1973. -224с.

Румынский Л.З. Математическая обработка результатов эксперимента. -М.: Наука, 1971.-192с.

Румшиский Л.З. Элементы теории вероятностей. -М.: Наука, 1976. -240с. Соболь И.М. Метод Монте-Карло. -М.: Наука, 1978. -64с. Спивак А.И. Механика горных пород. -М.: Недра, 1967. -240 с.

Турчанинов И.А., Медведев Р.В. Комплексное исследование физических свойств горных пород. -Л.: Наука, 1973. -124с.

Успенский Н.С. Курс глубокого бурения ударным способом. -М.: Совнефтьпром, 1-24.-216 с. Федер Е. Фракталы: Пер. с англ. -М.: Мир, 1991. - 262 с.

Физико-химическое воздействие на прочность горных пород (экспресс информация). -М.: ЦНИЭИУголь, 1980. -28 с.

Физические свойства горных пород и полезных ископаемых (иетрофизика). Справочник геофизика. -М.: Недра, 1976. -527с.

Физический энциклопедический словарь. -М.: Сов. энциклопедия, 1984. -944с.

Чирков С.Е. Влияние масштабного фактора па прочность углей. -М.: Наука, 1969. -151с. Чирков С.Е. Прочность горных пород при трехосном неравнокомпонентном сжатии. // ФТПРПИ, 1976, № 1.-С. 11-17.

Чувствительность механических свойств к действию среды. Пер. с англ. -М.: Мир, 1969. -352с.

Шаумян Л.В. Физико-механические свойства массивов скальных горных пород. -М.: Наука, 1972.-119с.

Шашенко А.Н., Тулуб С.Б., Сдвижкова Е.А. Некоторые задачи статистической геомеханики. -Киев: «Пульсари», 2002. -304с.

146

147

148

149

150

151

152

153

154

155

156

157

158

159

160

Шишкин В.П. Исследование и разработка оптимальных параметров способа управления труднообрушаемыми кровлями гидрообработкой породного массива: Автореф. дисс... канд. техн. паук. -М., 1975. -15 с.

Шоболова Л.П. Методические указания по выбору поверхностно-активных веществ и исследованию их влияния на ослабление горных пород применительно к работе проходческих комбайнов. -М.: Изд. ИГД им. А.А.Скочинского, 1983. -11с. Шоболова Л.П., Эдельшгсйн OA. Изменение состояния горного массива при его физико-химической обрабогее. // Способы и средства управления состоянием массива / Науч. сообщ ИГД им. ААСкочт гского. -1987.-С. 21-24.

Шрейнер Л.А. Физические основы механики горных пород. -М-Л.: Гостоптехиздат, 1950.-246с.

Щукин Е.Д. Критерий деформируемости кристалла и адсорбционные эффекты. // ДАН СССР.-1958.-Т. 118.-№6.-С. 1105-1108.

Щукин Е.Д. Новые исследования физико-химических явлений в процессах деформации и разрушения твердых тел // Успехи коллоидной химии. -М.: Наука, 1973. -С.159-173. Щукин Е.Д. Понижение поверхностной энергии и изменение механических свойств твердых тел под влиянием окружающей среды. // Физ. -хим. механика материалов. -1976.-Т. 2.-С. 3-20.

Щукин Е.Д., Лихтман В.И. О хрупком разрыве монокристаллов цинка. // ДАН СССР. -1959. -Т. 124. -№2. -С. 307-310.

Щукин Е.Д., Перцов Н.В., Амелина Е.А. Коллоидная химия. -М.: Изд. МГУ, 1982. -348с. Щукин Е.Д., Ребиндер П.А. Образование новых поверхностей при деформировании и разрушении твердых тел в поверхностно-активной среде. // Коллоидный журнал. -1958. -Т. 20. -№5. -С. 645-654.

Эдельштейн O.A., Шоболова Л.П., Макаров Ю.С. Изменение свойств горных пород под воздействием адсорбционно-активных сред. // Вопросы управления состоянием горного массива. / Тр. ИГД им. А.А.Скочинского. -1984. Вып. 224. -С. 80-87. Эдельштейн O.A., Шоболова Л.П., Макаров Ю.С. Исследование прочностных и деформационных свойств увлажненных горных пород. // Науч. сообщ. ИГД им. А.А.Скочинского. -1985. Вып. 235. -С. 90-96.

Яковлев A.M., Коваленко В.И. Бурение скважин с неной на твердые полезные ископаемые. -Л.: Недра, 1987. -128с.

Ямщиков B.C. Koi проль процессов ropi юго производства -4M.: Недра, 1989. -446с.

Ямщиков B.C. Методы и средства исследования и контроля горных пород и

процессов. - М.: Недра, 1982. - 296 с.

161 Ярема С.Я., Крестин Г.С. Определение модуля сцепления хрупких материалов путем испытания дисков с трещиной на сжатие. // Физ. -хим. механика материалов. -1966. -№1. -С. 11-14.

162 Fuller E.R., Lawn B.R., Thomson R.M. Atomic modeling of chemical interactions at crack tips. -Acta Metallurgica, 1980. vol. 28, pp. 1407-1414.

163 Griffith AA The theory of rupture. Proc. let Int Congr. Appl. Mech. - Delft, 1924,p.55-63.

164 Lawn B.R. An atomistic model of kinetic crock growth in brittle solids. Journal of materials scienc, 1975, vol. 10, pp. 469-480.

165 Orowan E. Fracture and strength of solids. Repts. Progn Phis., 1948,49, № 12, p. 185-232.

166 Pend S.S. A note on the fracture propagation and time-depended behavior of rocks in uniaxial tenlioa -Int. I. Rock. Mech. Min ScL, 1975, vol. 12. №4, pp. 125-127.

167 Rutter E.N. The influence of temperature, strain rate and interstitial water in experimental deformation of rock. — Tectonophisical, 1974, ol. 22, №3/4, pp. 311-334.

168 Sangha C.M., Talbot C.J., Drehs R.K. Microfracturing of sandstone in uniaxial compression. -nt. I. Rock Mech. Min. Sci., 1974, vol. ll,№3,pp. 107-113.