Закономерности образования отрывных трещин в горных породах вблизи выработок на больших глубинах тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.15.11, доктор технических наук Одинцев, Владимир Николаевич

• Одинцев, Владимир Николаевич
• доктор технических наук
• 1997

Оглавление диссертации доктор технических наук Одинцев, Владимир Николаевич

ОГЛАВЛЕНИЕ

стр.

ВВЕДЕНИЕ

Список основных обозначений

Глава 1. ОТРЫВНОЕ РАЗРУШЕНИЕ ПРИ СЖАТИИ -ОДИН ИЗ ОСНОВНЫХ ВИДОВ РАЗРУШЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД НА БОЛЬШИХ ГЛУБИНАХ

1.1. Лабораторные эксперименты по отрывному разрушению образцов пород

1.2. Шахтные наблюдения

1.3. Отрывное разрушение сильнотрещиноватых массивов

горных пород

1.4. Наблюдения отрывного разрушения газоносных пород

1.5. Выводы по главе

Глава 2. ТЕОРИЯ ОТРЫВНОГО РАЗРУШЕНИЯ СЖАТЫХ

СКАЛЬНЫХ ПОРОД

2.1. Исходные посылки

2.2. Деформации растяжения породы при неравномерном сжатии

<

2.3. Микромеханика отрывного разрушения

2.4. Принципы построения моделей отрывных макротрещин

2.5. Поровая модель

2.6. Микротрещинная модель

2.7. Криволинейные отрывные макротрещины

2.8. Масштабный эффект в развитии макротрещин

2.9. Основные выводы из теории

Глава 3. ОТРЫВНЫЕ ТРЕЩИНЫ В ГАЗОНОСНЫХ ПОРОДАХ

3.1. Математические модели макротрещин при учете свободного

газа

3.2. Поровая модель с учетом свободного газа

3.3. Микротрещинная модель с учетом свободного газа

3.4. Основные выводы в отношении влияния свободного газа

3.5. Влияние абсорбата на трещиностойкость угля

3.6. Модель разрушения природного угля как раствора метана в твердом веществе

3.7. Основные выводы в отношении влияния абсорбированного (растворенного) метана

Глава 4. МОДЕЛИРОВАНИЕ ОТРЫВНОГО РАЗРУШЕНИЯ МАССИВА ГОРНЫХ ПОРОД

4.1. Структура наведенной трещиноватости массива у стенки выработки

4.2. Формоизменение сечения горной выработки

t -

4.3. Развитие трещины гидроразрыва

4.4. Выводы по главе

Глава 5. МЕХАНИЗМ ЗОНАЛЬНОЙ ДЕЗИНТЕГРАЦИИ МАССИВА

ПОРНЫХ ПОРОД

5.1. Зональная дезинтеграция вблизи забоя очистной выработки

5.2. Запредельное деформирование краевой части пласта

5.3. Неустойчивость деформирования пласта

5.4. Структура наведенной трещиноватости

5.5. Основные выводы

Глава 6. ПРИМЕР УПРАВЛЕНИЯ ОТРЫВНЫМ РАЗРУШЕНИЕМ. МЕТОД ГИДРОГАЗОИМПУЛЬСНОГО РАЗРУШЕНИЯ ПОРИСТОЙ

ПОРОДЫ

6.1. Гидрогазоимпульсное воздействие на массив горных пород

6.2. Определение радиуса области отслоения породы

6.3. Пример расчета гидрогазоимпульсного воздействия на массив

6.4. Выводы и рекомендации

Глава 7. ПРАКТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОЦЕНКИ УСТОЙЧИВОСТИ ПЛОСКИХ НЕЗАКРЕПЛЕННЫХ ОБНАЖЕНИЙ ТРЕЩИНОВАТЫХ

ПОРОД

7.1. Новые подходы к оценки устойчивости обнажений пород

7.2. Экспертно-аналитический метод оценки пролета устойчивых

незакрепленных обнажений

<

7.3. Два типа обрушений пород в очистных камерах крутого

наклона

7.4. Метод оценки вторичного разубоживания руды при разработке

крутопадающих хил малой и средней мощности

7.5. Примеры оценки устойчивости обнажений пород

7.6. Выводы по главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Список литературы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Закономерности образования отрывных трещин в горных породах вблизи выработок на больших глубинах»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. Добыча твердых полезных ископаемых в настоящее время и, в значительной степени, в перспективе связана с разработкой месторождений на больших глубинах [24]. Проблемы эффективности, безопасности, экологии горного производства на больших глубинах необходимо решать в рамках общего научного подхода к освоению природных богатств [136]. Среди горных наук, составляющих базу такого подхода, важное место занимает горная геомеханика [ 9,10,27,79,168,188].

Изучение геомеханических процессов, происходящих в массиве горных пород при разработке ископаемых, должно способствовать созданию новых схем добычи [24,43], разработке аналитических и инструментальных методов контроля и прогноза геомеханических явлений [51,68,69,113]. С помощью теории и практики горной геомеханики может быть разработана технология управления геомеханическими процессами в соответствии с общей концепцией освоения недр [17,23,25].

В связи с разработкой месторождений на больших глубинах особую актуальность приобретают проблемы обеспечения устойчивости очистных и подготовительных выработок. На больших глубинах новый фактор начинает играть определяющую роль в устойчивости горных геоконструкций. С глубиной увеличивается природное горное давление в массиве пород, поэтому наибольшее главное напряжение в элементах горных геоконструкций превосходит прочность пород на одноосное сжатие. Это является причиной возникновения процесса трещинообразования в горных породах - образования новых (наведенных) трещин под влиянием перераспределения горного давления вблизи выработок. Наведенная трещиноватость массива горных пород существенно изменяет трещинную структуру массива вблизи выработок, следовательно, его реакцию на природные и техногенные воздействия.

Если напряженному состоянию и деформациям массива уделяется большое внимание как в фундаментальных, так и прикладных исследованиях, то вопросы

образования наведенной трещиноватости вблизи выработок и проявления этой трещиноватости остаются часто на втором плане. Теоретически они мало изучены, хотя в нашей стране, а также в ЮАР, США, Канаде и ряде других стран накоплен достаточный натурный материал для развития соответствующих фундаментальных и прикладных исследований. Данные полевых наблюдений и шахтные эксперименты подтверждают влияние наведенной трещиноватости на устойчивость выработок и ее участие в разнообразных проявлениях гррного давления в выработках и скважинах.

Таким образом, есть весомые основания ожидать, что изучение условий образования и проявлений наведенной трещиноватости в массиве горных пород может способствовать появлению новых идей в разработке мероприятий по повышению устойчивости выработок и предотвращению опасных динамических проявлений горного давления, а также в создании новых способов добычи, учитывающих геомеханические особенности больших глубин.

Наведенные трещины в массиве горных пород условно можно разделить на трещины сдвига и отрыва. Природа образования наведенных сдвиговых трещин достаточно ясна: рост трещин вызывают касательные напряжения. Природа образования отрывных трещин в сжатых массивах долгое время оставалась непонятной. Сначала было установлено, что даже в сильно сжатом массиве горных пород вблизи выработок определенной конфигурации могут образовываться локальные области растягивающих напряжений и в этих областях может происходить расслоение массива.

Однако из шахтных наблюдений и экспериментов следовало, что на больших глубинах отрывные трещины могут образовываться в горном массиве вблизи выработок и скважин даже при отсутствии растягивающего напряжения. Развитие отрывных трещин при сжатии - парадоксальное явление. У многих исследователей оно до сих пор вызывает недоумение, поскольку не ясно, что же является движущей силой развития трещин.

Непонимание механизма развития отрывных наведенных трещин в сжатых породах, отсутствие теории и соответствующих модельных разработок сдерживают развитие прикладных исследований, в рамках которых можно было бы

количественно описать закономерности образования трещин, установить связь между параметрами зон разрушения и напряжениями в массиве, определить структуру наведенной трещиноватости и таким образом способствовать практическому решению проблемы устойчивости выработок на больших глубинах.

Настоящая работа в главной своей части посвящена фундаментальным исследованиям развития наведенных отрывных макротрещин в горных породах, находящихся в условиях всестороннего сжатия. (Макротрещинами мы будем здесь называть трещины, длина которых на порядок превышает характерный размер микроструктурных неоднородностей. В горных породах обычно это трещины длиной несколько сантиментов и более). В работе рассматриваются вопросы теории и моделирования процесса трещинообразования, а также управления этим процессом. Рассматриваются также методы практической оценки устойчивости выработок для тех случаев, когда отрывное разрушение вызвано растяжением массива, причем это разрушение связано с проявлением естественной трещиноватости массива.

Диссертационная работа выполнялась в рамках исследований ИПКОН РАН (АН СССР) по заданиям ГКНТ, РАН (АН СССР), МЦМ СССР: "Разработка методов расчета напряженно-деформированного состояния массива горных пород и параметров систем разработки месторождений по фактору горного давления 1974-78 гг." (Пост. ГКНТ 26/Х1- 76 N 430, Расп. АН СССР 2/Н-77 N 10103-258); " Научные основы создания системы прогноза и контроля напряженного состояния массива при разработке рудных месторождений на больших глубинах 1979-81 гг." (Пост. ГКНТ 27.VII.78 г. N 367, МЦМ и АН СССР 6.У.78 г. N 230/45); "Исследование физических процессов проявления горного давления при разработке месторождений твердых полезных ископаемых на больших глубинах 1988-88 гг." (Проток. АН и МЦМ СССР 06.12.83 N 154/85); " Исследование закономерностей проявления горного давления и сдвижения горных пород и массивов 1994-96 гг." (Расп. РАН 21/07/93 N 10103-360).

Кроме того, часть диссертационной работы выполнялась по проектам Российского фонда фундаментальных исследований:

- " Механика горных ударов и микросейсмический контроль разрушения мае сива горных пород около выработок" 93-05-9395);

- "Механика гидрогазоимпульсного воздействия на трещиновато-пористые породы при скважинной гидродобыче полезных ископаемых" (К 94-05-17553);

- "Неустойчивость деформирования массива скальных пород вблизи обнажений пород в глубоких выработках и образование диссипативных структур нарушенное™ " (К 96-05-65884).

Главная цель работы заключается в разработке теории развития отрывных трещин в сжатых горных породах и ее приложений для исследования геомеханического процесса разрушения массива вблизи подземных выработок под действием горного давления, а также при действии таких факторов (природных и искусственных), как газ и вода.

Главная шея работы заключается в разработке и применении в исследованиях математических моделей отрывных трещин, которые учитывают не только напряженное состояние и деформационные свойства породы, но и наиболее характерные природные микродефекты породы, провоцирующие трещи-нообразование и способные вмещать газ или воду.

Методы исследований включают анализ лабораторных данных по отрывному разрушению горных пород, натурные наблюдения за природной и наведенной трещиноватостью массива вблизи выработок, аналитические и численные методы расчета напряженно-деформированного состояния горных пород, методы механики трещин Гриффитса-Ирвина, методы инженерной классификации скальных массивов, промышленную проверку некоторых разработок на горнорудных предприятиях.

Основные положения, защищаемые в диссертации:

1. При достижении прочности породы в условиях, близких к одноосному сжатию, в хрупкой породе с плотной зернистой структурой развиваются отрывные трещины с взаимодействующими берегами (закрытые трещины). При постоянной нагрузке распространение этих трещин должно происходить в динамическои режиме.

В породах с крупнопористой структурой отрывные трещины в зависимости от соотношения главных компонент сжимающих напряжений могут быть открытыми и закрытыми. При отсутствии порового заполнителя трещины развиваются квазистатически.

2. В крупнопористой газоносной породе свободный газ, заполняющий поры, играет важную роль в развитии трещин отрыва в том случае, если его давление превышает наименьшее главное напряжение в породе. При этом условии в могут развиваться открытые трещины в динамическом режиме. Если давление свободного газа меньше наименьшего главного напряжения, а максимальное напряжение сжатия превышает прочность породы на одноосное сжатие, то в квазистатическом режиме возможно развитие закрытых трещин. В газоносной породе, содержащей свободный газ в микротрещинах с просветом менее 0,01 мм (например, в природном перетертом угле),свободный газ влияет только на начало роста трещин.

3. Газ, находящийся в природном угле в абсорбированном состоянии (в другой концепции - в растворенном состоянии), при динамическом изменении напряженного состояния угля может принимать непосредственное участие в развитии отрывных микро- и макротрещин. При условии высокой газоносности угля и его малой трещиностойкости этот газ способен дробить уголь до частиц"бешеной муки".

4. Наведенная трещиноватость массива вблизи свежего обнажения пород в выработке на большой глубине имеет два вида. Непосредственно у стенки выработки развиваются искривленные трещины, образуя зону дезинтеграции массива, где происходит отслоение пород. Вне этой зоны отрывные трещины ориентированы вдоль поверхности обнажения пород.

5. Если в нетронутом массиве главные напряжения равны и одиночная выработка находится вне зоны опорного давления, то происходит равномерное отслоение породы со стенок и кровли выработки. Если главные напряжения, действующие перпендикулярно направлению проходки выработки, не равны, то отслоение породы со стенки выработки развивается преимущественно в направлении действия наименьшего главного напряжения. Устойчивая форма выработки имеет элемент в виде двугранного угла, в вершине которого отслоение останавливается.

6. Отслоение пород со стенок выработок в массивах с явно выраженной хаотической трепщноватостью или в зонах рассланцевания пород является относительно длительным процессом. В этом случае время стояния незакрепленных обнажений вмещающих пород может быть эффективным элементом управления вторичным разубоживанием руды в очистных камерах.

Научная новизна работы заключается в следующем.

1) Разработаны основы теории отрывного разрушения массива горных пород на больших глубинах.

2) Выявлены закономерности проявления масштабного эффекта в развитии отрывных трещин в сжатых плотных породах.

3) Разработаны модели развития трещин отрыва в газоносных породах, содержащих в порах и микротрещинах свободный газ. Установлено, что и в пористой, и в микротрещиноватой газоносных породах возможно образование скрытых областей трещиноватости.

4) В рамках механики трещин Гриффитса-Ирвина разработана модель разрушения метанонасыщеного угля, как твердого раствора метана в твердом угольном веществе.

5) В уравнение равновесия трещины гидроразрыва включен параметр, отражающий влияние микродефектности породы. Это позволяет исследовать влияние на развитие этой отрывной трещины природного напряжения, действующего вдоль направления развития трещины.

6) Рассмотрен механизм зональной дезинтеграции (зонального трещино-образования) пород. Показано, что внутренняя зона дезинтеграции может об-

разеваться в результате нарушения равновесного состояния массива, некоторая область которого испытывает запредельные деформации.

7) Разработана модель отрывного разрушения крупнопористой породы газонасыщенной водой при динамическом перераспределении горного давления. Произведена оценка длины трещин, проросших из шаровидных и цилиндрических пор при совместном действии горного давления, воды и газа, выделяющегося из воды при снижении ее давления.

8) Разработан метод оценки предельного пролета устойчивого обнажения пород, который объединяет подходы инженерной классификации массива горных пород и математического моделирования напряженного состояния.

9) Разработан метод прогноза вторичного разубоживания руды в очистных камерах при разработке крутопадающих рудных тел малой и средней мощности.

Достоверность научных положений и выводов определяется:

- корректностью постановки теоретических задач;

- применением современных апробированных методов механики трещин, методов расчета напряженно-деформированного состояния материалов и методов инженерной классификации скальных массивов;

- сопоставимостью результатов исследований, проведенных различными методами;

- сопоставимостью результатов исследований с данными натурных наблюдений;

- сопоставимостью полученных в диссертации результатов с результатами работ, выполненных позже другими исследователями;

- промышленной проверкой разработок в горной практике.

Личный вклад автора заключается: в формулировании и реализации основных идей работы; в выборе, постановке и решении задач о поведении макротрещин; в анализе результатов решенных задач и приложении их в горной практике; в выполнении комплекса аналитических исследований и натурных на-

блюдений по устойчивости пород в одиночных выработках и очистных камерах.

Практическое значение работы.

1. Установлены критерии развития отрывных трещин, позволяющие прогнозировать разрушение массива горных пород в связи с оценкой устойчивости незакрепленных выработок на больших глубинах.

2. Получено соотношение для оценки мощности слоя дезинтегрированных пород, которое можно использовать при решении вопросов крепления выработок на больших глубинах.

3. Разработаны рекомендации по повышению эффективности нового метода принудительного разрушения трещиновато-пористых пород. С помощью этого метода можно создавать в скважинах на требуемой глубине каверны, например в целях промысловой добычи метана из угольных пластов, и рабочие камеры при скважинной гидродобыче полезных ископаемых.

4. Разработан инженерный метод определения величины пролета устойчивого незакрепленного обнажения пород в очистных камерах.

5. Разработан метод прогнозирования вторичного разубоживания руды при увеличении длины очистных камер и развитии процесса отслоения боковых вмещающих пород.

Реализация работы. Полученные в работе результаты научных исследований учитывались при выполнении ИПКОН РАН ряда хоздоговорных работ для горных предприятий Норильска, Рудного Алтая, КМА и Узбекистана. На основе теоретических исследований по отслоению пород разработана

методика определения глубины заложения замков штанг, обеспечивающих

«

крепление монорельса к висячему боку выработок при разработке крутопадающих жил монорельсовыми комплексами КОВ-25.

Рекомендации по параметрам устойчивых обнажений вмещающих пород в очистных камерах внедрены на Васильковском месторождении комбината "Алтайзолото" и Васильевском месторождении комбината "Каззолото". Рекомендации по увеличению длины очистных камер внедрены на Иртышском

руднике и руднике им. XXII Съезда КПСС (Рудный Алтай). Реализация рекомендаций позволила повысить экономическую эффективность добычи при сохранении уровня безопасности горных работ.

Результаты исследований разрушения водонасыщенной пористой среды при перераспределении горного давления использованы при разработке рекомендаций по повышению эффективности скважинной гидродобычи богатых железных руд КМА и организации геофизического мониторинга разрушения рудного массива. Рекомендации использованы институтами ВИМС (Москва) и "Рудгеофизика" (Санкт-Петербург).

Апробация работы. Основные научные положения и результаты работы обсуждались на Всесоюзных конференциях по механике горных пород (VI , Фрунзе, 1978; VIII, Тбилиси, 1985; IX, Фрунзе, 1989) , X Международной конференции по механике горных пород (Москва, 1993), VI Всесоюзном съезде по теоретической и прикладной механике (Ташкент, 1986), Всесоюзных научных школах "Деформирование и разрушение материалов с дефектами и динамические явления в горных породах и выработках" (Симферополь, 1985, 1987,1990), Всесоюзной научной школе "Физика очага разрушения горных пород" (Фрунзе, 1985), семинарах "Аналитические методы и применение ЭВМ в механике горных пород" (Новосибирск, 1985, 1989), Московских семинарах по механике горных пород акад. Е.И.Шемякина (Москва, 1988, 1993, 1995), Казахстанских республиканских научно-практических конференциях (Алма-Ата, 1989; Усть-Каменогорск, 1989; Асу-Булак, 1990), научных семинарах ИПКОН РАН (Москва, 1979, 1983, 1993, 1997) и Московского горного института (Москва, 1984), в Мюнхенском техническом университете (Мюнхен, 1996).

Автор выражает глубокую признательность и благодарность проф. Л.В.Никитину и проф. С.В.Кузнецову за плодотворное обсуждение научных результатов и полезные советы, В.А.Трофимову и И.В.Милетенко за помощь в проведении некоторых численных расчетов и натурных наблюдений.

Список основных обозначений

а - радиус дискообразной трещины

В - количество разубоживающей породы

2 Ь - длина участка соприкасания берегов в макротрещине

с - координата точки приложения фиктивной силы

И - минимальное расстояние прямолинейной макротрещины до свободной поверхности , количество добытой горной массы

й - характерный размер микродефекта (длина, диаметр)

й0 - содержание растворенного метана

Ао - диаметр поры

й* - эффективный размер трещинопорождающего дефекта

Е - модуль Юнга

Н - глубина разработки , высота камеры

к - толщина разрыхленного микрослоя на стенке трещины к* - критическое расхождение берегов макротрещины

- интенсивность отслоений

1(1* - суммарная интенсивность отслоений

К\ - коэффициент интенсивности нормальных напряжений

- коэффициент интенсивности касательных напряжений К\с - трещиностойкостъ (вязкость разрушения)

к - коэффициент влияния технологии

Ь - полудлина разреза , длина камеры

2ЬВ - длина выработки

/ - полудлина макротрещины

/ пр - предельный пролет устойчивого обнажения

21о - начальная длина макротрещины

2Г - критическая длина открытой макротрещины

___ ___V

» - критическая полудлина закрытой макротрещины , 21/с - критическая длина трещины в газоносной породе

М - модуль запредельного деформирования

т, М - масса газа

щ - мощность пласта

N - горное давление от веса налегающих пород

N* - критическое значение горного давления

Р - сосредоточенная нагрузка в макротрещине

р - давление газа (воды)

Рк - давление воды в скважине ( камере)

р"к - давление воды в камере после сброса давления

ркр - начальное давление гидроразрыва

ро - природное давление порового заполнителя , давление насыщения

р2 - коэффициент вторичного разубоживания

Pdf) - зависимость давления воды от координаты поры

Q - сосредоточенная нагрузка, рейтинг качества массива

q - распирающая нагрузка в трещине

R - длина краевой части пласта, универсальная газовая постоянная

Ro - длина зоны неупругих деформаций

R* - критическая длина краевой части пласта

R? - длина отслоившейся краевой части пласта

г ,в , z - полярные координаты

гь - начальный радиус скважины (добычной камеры)

г* - радиус скважины после цикла разрушения

S - полудлина микротрещины , ширина камеры

2Si - длина начальной микротрещины

2iSb - расстояние между дефектами

s - постоянная Генри

Т - температура

7V - нормальная нагрузка на краевую часть

, ____К» о

t - координата в криволинеинои трещине , время

V - объем

V - интенсивность выемки по простиранию

х, у - координаты прямоугольной системы координат

а - коэффициент пропорциональности, угол падения трещины

у - энергия единицы свободной поверхности, удельный вес

У\,У2 - параметры микротрещинной модели

е1, е2,еъ - главные компоненты деформаций

С - безразмерный параметр нагрузки

- критическое значение обобщенной нагрузки

7} - эффективный начальный просвет микротрещины

X - коэффициент бокового распора

Я - безразмерный параметр длины трещины

ц - молекулярный вес

Хм - безразмерная критическая длина микротрещины

V - коэффициент Пуассона

р - безразмерный параметр длины краевой части, угол трения

сг1 ,ет2,а3 - главные компоненты напряжений

<т®, а\ ,<Тз - задаваемые главные компоненты напряжений

ах ,сту , т ху - компоненты напряжений в плоской задаче

сг,у - прочность на одноосное сжатие

а 1 - прочность на растяжение

(хкр - критериальная величина

а * - "остаточная" прочность

<тЛ(/) - нормальная нагрузка на берегах трещины

гл(/) - сдвиговая нагрузка на берегах трещины

т о - предел текучести при сдвиге

Ф(£) , О(г) - функции комплексного переменного

со - угол наклона камеры

Заключение диссертации по теме «Физические процессы горного производства», Одинцев, Владимир Николаевич

7.5 Выводы по главе

1. Соединение аналитического метода оценки напряженно-деформирования состояния массива горных пород и метода инженерной классификации является эффективным элементом геомеханических исследований устойчивости обнажений сильнотрещиноватых пород.

2. В сильнотрещиноватых массивах с обнажений крутого наклона происходят обрушения, которые можно условно разделить на обрушения "поверхностные" и "объемные".

Поверхностный тип обрушения имеет место в массивах с преобладанием хаотической трещиноватосги, а также в случае рассланцованости пород, согласной с поверхностью обнажений пород. В обоих случаях природные трещины, по которым происходит отрыв, простираются вдоль обнажения.

Объемный тип разрушения происходит из-за наличия протяженных плоских трещин, выходящих под углом на обнажение и пересекающихся в глубине массива.

Объемный тип разрушения характеризуется, как правило, вывалом большого объема породы при скоротечности самого процесса обрушений. Поверхностный тип обрушения проявляется в виде небольших текущих отслоений пород при длительном процессе обрушений в целом. В этом случае изменение времени стояния обнажения может быть эффективным элементом управления устойчивостью обнажений.

3. Прогнозирование отслоений пород в очистных камерах может быть осуществлено с помощью показателя интенсивности отслоения пород, которую можно считать постоянной величиной. Опытно-промышленные испытания показали эффективность этого предложения в оценке вторичного разубоживания руды в очистных камерах при отработке крутопадающих месторождений малой и средней мощности.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертация является законченной научно-исследовательской работой. В ней развивается новое научное направление - изучение процесса образования техногенных трещин в массиве горных пород на больших глубинах под действием природных и техногенных факторов: горного давления, свободного и растворенного газа, воды. Это направление геомеханических исследований имеет фундаментальное значение для развития теоретических исследований в горной геомеханике, для прогноза проявлений горного давления, для расчета крепи выработок, для разработки и совершенствования инструментальных методов контроля горного давления на больших глубинах, а также для разработки новых способов разрушения массива.

Основные научные и практические результаты заключаются в следующем.

1. Разработаны основы теории развития отрывных трещин в сжатых горных породах. С помощью этой теории можно понять некоторые особенности разрушения и деформирования массива горных пород вблизи выработок, создаваемых на большой глубине.

Один из главных выводов работы состоит в том, что отрыв при сжатии является особым видом разрушения, присущим материалам с дефектами и явно выраженной микроструктурой. Микроструктура, многочисленные микродефекты породы являются не только причиной зарождения микроразрушений, но и движущей силой процесса другого масштабного уровня - макроразрушения.

2. Установлено принципиальное различие процесса трещинообразования в породах при действии растягивающего и сжимающего напряжений. При действии растягивающего напряжения микродефектность породы имеет определяющее значение только для начала развития трещин. При действии сжимающих напряжений микродефектность породы определяет способность развития трещин не только в начальный момент, но и в течение всего процесса их роста.

3. Разрушение пород отрывом при сжатии необходимо рассматривать не как некоторую предельную, граничную ситуацию, а как развивающийся процесс, который может приводить как к видимому разрушению массива -отслоению породы, так и к скрытому разрушению в виде образовани трещин в глубине массива. Используемый в диссертации подход с позиции теории трещин позволяет выносить суждение о статике или динамике возможного развития трещин, что во многих случаях помогает составить более полное представление о характере проявлений горного давления, связанных с отрывным разрушением.

Например, из исследований следует, что вблизи обнажений пород с плотной зернистой структурой развитие трещин и соответствующие проявления горного давления должны носить динамический характер, а в породах с крупнопористой структурой разрушение должно быть квазистатическим. Однако, разрушение пористой породы тоже может быть динамическим (или его можно сделать динамическим искусственно), если в порах будет находиться газ, вода или газонасыщенная вода. 4. Доказано, что структура наведенной трещиноватости вблизи свежего обнажения пород в выработке на большой глубине не может быть однотипной. Непосредственно у стенки выработки (а также у забоя) должны развиваться искривленные трещины, образуя приповерхностную зону дезинтеграции массива, где ограниченные со всех сторон наведенными трещинами куски породы едва сцеплены друг с другом. Мощность приповерхностной зоны дезинтеграции в выработке диаметром несколько метров в зависимости от свойств породы и напряженного состояния может составлять нескольтко десятков сантиметров. Вне этой зоны наведенные трещины ориентированы вдоль стенки выработки и, следовательно, параллельны друг другу. Эти закрытые трещины могут быть протяженными. Они не соединяются, т.е. не дезинтегруруют массив.

5. Из исследований следует, что зона наведенных искривленных трещин может сформироваться также в глубине массива вблизи "ложного контура" выработки - магистальной трещины отрыва, образующейся при нарушении равновесного состояния массива. Этот вывод может быть использован для понимания механизма зональной дезинтеграции горных пород вблизи выработок на больших глубинах.

6. В диссертационной работе с помощью математического моделирования установлено, что если в нетронутом массиве главные напряжения равны, и выработка находится вне зоны опорного давления, то происходит равномерное отслоение кусков породы со стенок и кровли выработок. Если главные напряжения, действующие перпендикулярно направлению проходки выработки, не равны, то отслоение породы со стенок выработки развивается в направлении действия наименьшего главного напряжения. Устойчивая форма выработки имеет элемент в виде двугранного угла, в вершине которого отслоение породы останавливается. Этот вывод хорошо согласуется с данными натурных наблюдений, что дает основание говорить о достоверности соответствующих теоретических разработок.

7. Разработаны модели развития отрывных макротрещин в крупнопористой и микротрещиноватой газоносных породах, содержащих свободный газ. Показано также, что в разрушении газоносных пород (угля) может принимать непосредственное участие абсорбированный (или растворенный) газ, который при динамической разгрузке газонасыщенных угольных фрагментов может разрушать их до частиц "бешеной муки".

8.Из разработанной теории следует, что в массиве возможно образование областей интенсивной трещиноватости отрывного типа, в которых трещины ориентированы в одном направлении и расположены близко одна к другой. Такие области должны находиться на некотором удалении от обнажения и содержать закрытые трещины, поэтому о них можно говорить как о скрытых областях разрушения. Скрытые области отрывного трещинообразования имеют особенно большое значение в газоносных породах, где они могут быть очагами зарождения выбросов пород (угля) и газа.

9. Установлено, что в гидрогазоимпульсном методе разрушения твердых полезных ископаемых в качестве рабочего агента целесообразно использовать воду с растворенной углекислотой. Применение в качестве рабочего агента обычной (негазонасыщенной) воды имеет смысл лишь в том случае, когда природная или наведенная пористость ископаемого (в отношении крупных пор) не ниже 15 %. Эффективность этого метода разрушения должна расти с глубиной. Метод должен быть наиболее эффективным для тех глубин, на которых природное напряжение превышает примерно половину прочности ископаемого на одноосное сжатие.

10. На больших глубинах отрывное разрушение массива (отслоение пород) может происходить также под действием растягивающих напряжений. Этот случай имеет место вблизи плоских обнажений пород в протяженных очистных выработках. В этой связи в диссертации разработан инженерный метод оценки предельного пролета незакрепленного обнажения вмещающих пород в очистной камере. Для тех случаев, когда пролет обнажения пород превышает значение предельного пролета устойчивого обнажения, и в камере происходит отслоение пород, разработан метод прогноза вторичного разубоживаиния руды. Метод прошел опытную проверку на рудниках Рудного Алтая.

11. Как следует из теории (а также шахтных наблюдений) интенсивность отрывного разрушения массива в горных выработках должна увеличиваться с ростом глубины. Это обстоятельство может иметь отрицательные и положительные стороны.

Ухудшение горно-технических условий разработки с глубиной связано с общим понижением устойчивости выработок и скважин в сильнонапряженных массивах горных пород. Повысить устойчивость выработок можно следующим образом.

Во-первых, изначально придавать выработкам устойчивую форму, например, создавая выработки с сечением, имеющим двугранный угол. Задача прогноза разрушения, вполне решаемая уже в настоящее время, заключается в определении расположения этого угла и его величины в зависимости от горно-геологических условий проведения выработки. Во-вторых, следует использовать двухэтапную проходку выработок. Сначала проходится предварительная выработка, в которой у обнажения пород образуется приповерхностная зона дезинтеграции. Затем осуществляется повторная проходка, при которой снимается слой дезинтегрированных пород. После этого наведенные трещины на стенках выработки должны быть ориентированы вдоль обнажения, что значительно повысит устойчивость выработки в целом.

Повышение интенсивности отрывного разрушения с глубиной может быть и благоприятным фактором. В массивах хрупких пород с ростом глубины создаются условия для образования по крайней мере двух зон дезинтеграции пород. Вблизи выработки образуется автономная область, отделенная от массива ложным контуром. Эта автономная область является своего рода защитным барьером от активных (в том числе динамических) геомеханических процессов, происходящих в глубине массива.

Кроме того, на больших глубинах должны снижаться энергетические затраты на принудительное разрушение горных пород. Главная роль в разрушении массива должна перейти к горному давлению. Геомеханическое исследование в этой связи может заключаться в определении оптимального способа отделения от массива слоя полуразрушенных и слабо связанных с массивом пород. Идеи щцрогазоимпульсного метода разрушения массива могут оказаться здесь весьма полезными.

Список литературы диссертационного исследования доктор технических наук Одинцев, Владимир Николаевич, 1997 год

Список литературы

I. Айруни А.Т. Прогнозирование и предотвращение газодинамических явлений

в угольных шахтах. - М.: Наука, 1987, 342 с.

2 . Айруни А.Т. , Зверев И.В. и др. Распад газоугольных твердых растворов // ФТПРПИ.- 1994. - N 3.- С. 65-70.

3. Алексеев А.Д., Недодаев Н.В. Стариков Г.П. Воздействие водных растворов поверхностно-активных веществ на состояние выбросоопасных пластов // Внезапные выбросы на больших глубинах. - Киев: Наукова Думка, 1979, с.45-52.

4. Алексеев А.Д., Недодаев Н.В., Стариков Г.П. Разрушение газонасыщенного угля, находящегося в объемном напряженном состоянии, при разгрузке. Моделирование выбросов угля и газа // Препринт Ин. пробл. механики АН СССР. Москва - 1980.- N.139 - 30 с.

5. Алексеева Т.Е., Мартынюк П.А. Траектории выхода трещин на свободную поверхность // ФТПРПИ.- 1991. - N 2.- С. 15-25.

6. Арене В.Ж., Исмагилов Б.В., Шпак Д.Н. Скважинная гидродобыча твердых полезных ископаемых. - М.: Недра, 1980, 229 с.

7. Арнольд В.И. Теория катастроф. - М.: Наука, 1990, 128 с.

8. Бабичев Н.И. Технология скважинной гидродобычи полезных ископаемых. -М.: Недра, 1981.

9. Баклашов И.В., Картозия Б.А. Механические процессы в породных массивах.-М.: Недра, 1986, 272 с.

10. Баклашов И.В. Деформирование и разрушение породных массивов. -М.:Недра, 1988, 271 с.

II. Баренблатт Г.И., Христианович С.А. Об обрушении кровли в горных выработках // Изв. АН СССР. Отд. техн. наук. - 1955. - N11 - С. 73-86.

12. Барон Л.И. Горнотехническое породоведение - М.: Наука, 1977, 324 с.

13. Барон Л.И., Керекилица Л.Г. Сопротивляемость горных пород отрыву. - Киев: Наукова думка, 1974.

14. Барях А.А., Щоц М.М. Численный анализ разрушения соляного массива с трещинами // VII Всесоюзн. научн. школа "Деформирование и разрушение материалов" (тезисы докладов). - Симферополь: СГУ, 1990, с. 11-12.

15. Ватутин С.А., Шаманская А.Т. Стреляние горных пород на Тапггагольском железорудном месторождении // Горное давление, сдвижение горных пород и методика маркшейдерских работ. - Д.: ВНИМИ, вып. 68, с. 461-471.

16. Безруков В.Н. , Милетенко И.В. , Одинцев В.Н. Геомеханический анализ условий отработки глубоких горизонтов Зыряновского месторождения // Методические принципы проектирования горных предприятий при комплексном освоении месторождений. - М: ИПКОН РАН, 1992.

17. Бенявски 3. Управление горным давлением. - М.: Мир, 1990, 254 с.

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

19. Бич Я.А., Муратов Н.А. Профилактика горных ударов. - Владивосток: Издат. Дальневост. ун-та, 1990, с. 248.

20. Бобин В.А. Сорбционные процессы в природном угле и его структура. -М.: ИПКОН АН СССР, 1987, 135 с.

21. Бобин В.А., Зимаков Б.М., Одинцев В.Н. Оценка энергии межмолекулярного отталкивания молекул сорбата в микропорах угля // ФТПРПИ. -1989. - N 5. - С. 48-56.

22. Бобряков А.П., Крамаренко В.И., Ревуженко А.Ф. и др. О стрелянии горных пород // ФТПРПИ. - 1980. - N 5. - С. 3-12.

23. Борщ-Компониец В.И., Макаров А.Б. Горное давление при отработке мощных пологих рудных залежей. - М.: Недра, 1986, 271 с.

24. Бронников Д.М., Замесов Н.Ф., Богданов Г.И. Разработка руд на больших глубинах. - М.: Недра, 1982, 292 с.

25. Бронников Д.М., Трубецкой К.Н., Шемякин Е.И. и др. Будущее горной науки. - М.: Наука, 1989, 168 с.

26. Булычев Н.С. Оценка устойчивости трещиноватых скальных пород при проведении горных выработок // Устойчивость и крепление горных выработок: Межвуз. сб. - JI. : Ленингр. горн, ин-т , 1977, вып. 4, с. 3-8.

27. Введение в механику горных пород (ред. Х.Бок). - М.: Мир, 1984, 280 с.

28. Ветров C.B. Допустимые размеры обнажений горных пород при подземной разработке руд. - М.: Наука, 1975, 275 с.

29. Викторов С.Д. , Лысенко О.С., Малинина H.H. и др. Исследование разупрочнения калийной руды инфракрасным нагревом // Ресурсосберегающие технологии открытой разработки месторождений (Отв. Ред. К.Н.Трубецкой). - М.: ИПКОН РАН, 1992, с. 105-111.

30. Влох Н.П., Липин Я.И., Зубков A.B. Стреляние скальных пород и мероприятия его предупреждения // Горные удары, методы оценки и контроля удароопасности массивов горных пород (ред.И.М.Петухов и др.) - Фрунзе: Илим, 1979, с.151 - 161.

31. Галыбин А.Н., Одинцев В.Н. Образование протяженных сдвиговых трещин при разработке глубоких жильных месторождений // ФТПРПИ. - 1991. - N 5. - С. 87-93.

32. Галченко Ю.П.Создание высокоэффективной технологии разработки крутопадающих рудных тел. Дисс... д-ра техн. наук. - М.: ИПКОН АН СССР, 1988.

33. Германович Л.Н., Дыскин A.B. Модель разрушения хрупкого материала с трещинами при одноосном нагружении // Изв. АН СССР. Механика твердого тела. - 1988. - N 2. - С. 118-131.

34. Гольдштейн Р.В., Ентов В.М. Качественные методы в механике сплошных сред. - М.: Наука, 1989, 224 с.

35. Гольдштейн Р.В., Ладыгин В.М., Осипенко Н.М. Модель хрупкого разрушения слабо пористого материала при сжатии и растяжении // ФТПРПИ. - 1974. - N 1. - С. 3-13.

36. Гольдштейн Р.В., Осипенко Н.М. Механизм образования упорядочен-ных систем нарушений при сложном напряженном состоянии // Ме-ханика

разрушения горных пород (ред. И.Т.Айтматов и др.). Фрунзе: Ил им, 1979, с. 47-51.

37. Гольдштейн Р.В., Осипенко Н.М. Разработка механических моделей деформирования структур разрушения горных пород с целью количественного описания тектонических процессов // Отчет по программе "Сейсмичность". - М.: Инст. пробл. механики АН СССР, 1991, 49 с.

38. Гудьер Дж. Математическая теория равновесных трещин // Разрушение. Том 2. (Отв. ред. ГЛибовиц). - М.: Мир, 1975, с.13-82.

39. Гузь А.Н. Основы теории устойчивости горных выработок. Киев: Наукова думка, 1977, 204 с.

40. Гузь А.Н. Механика разрушения композитных материалов при сжатии. -Киев: Наукова думка, 1990, 632 с.

41. Друккер Д. Макроскопические основы хрупкого разрушения // Разрушение. Том 1. (Отв. ред. ГЛибовиц). - М.: Мир, 1973, с. 505-569.

42. Дыскин A.B., Салганик P.JI. Модель дилатансии хрупких материалов с трещинами при сжатии // Изв. АН СССР. Механика твердого тела. - 1987. - N 6. - С. 169-178.

43. Дядькин Ю.Д. Разработка геотермальных месторождений . - М.: Недра, 1989, 229 с.

44. Егоров П.В., Редькин В.А., Попов В.Н. Динамические проявления горного давления при разработке Джезказганского месторождения // Горное давление и горные удары. - JL: ВНИМИ, 1976, вып. 99, с. 133-195.

45. Егоров П.В., Шаманская А.Т., Коваленко В.Н., Гайдин П.Т. и др. Исследование стреляния горных пород на рудниках Горной Шории // Тр. ВНИМИ. - 1970. - N 74.

46. Журков С.Н., Куксенко B.C., Петров В.А. и др. О прогнозировании разрушения горных пород // Изв. АН СССР. Физика Земли. 1977. - N 6.

47. Зорин А.Н. Управление динамическими проявлениями горного давления. -М.: Недра, 1978, 175 с.

48. Зорин А.Н., Колесников В.Г., Диденко АТ. Гидроимпульсный способ добычи угля // Уголь. - 1991.- N1.

49. Иванов Б.М., Фейт Г.Н., Яновская М.Ф. Механические и физико-химические свойства углей выбросоопасных пластов. - М.: Наука, 1975,195 с.

50. Иванов В. И. Моделирования процесса стреляния пород // Разработка рудных месторождений Кольского полуострова. - Апатипы: Кольский Филиал АН СССР, 1973, с. 34-37.

51. Иофис М.А., Шмелев А.И. Инженерная геомеханика при подземных разработках. - М.: Недра, 1985, 248 с.

52. Карев В.И., Коваленко Ю.Ф., Одинцев В.Н. Механика гидро-газо-импульсного воздействия на трещиновато-пористую породу при скважинной гидродобыче // ФТПРПИ. - 1995. - N 5. - С. 70-83.

53. Карташов Ю.М., Михеев Г.В. О прочности твердых горных пород на сжатие и растяжение // Механика разрушения горных пород (ред. И.Т.Айтматов и др.) - Фрунзе: Илим, 1980, с. 206-214.

54. Кнэпп Р. , Дейли Дж., Хэммит Ф. Кавитация. - М. : Мир, 1974.

55. Коваленко Ю.Ф. О механизме разрушения кернов из коллекторов нефтяных месторождений // ФТПРПИ. - 1990. - N3. - С. 57-62.

56. Коваленко Ю.Ф. Элементарный акт явления внезапного выброса. Выброс в скважину // Препринт Института проблем механики АН СССР. Москва. -1980. - N 145. - С. 44.

57. Коврижных А.М. О потере устойчивости горных пород вокруг выработок и скважин // ФТПРПИ. - 1990. - N 5. - С. 105-110.

58. Козырев А.А, Савченко С.Н. Исследование напряженного состояния сжатой плоскости, ослабленной двумя разрывами // ФТПРПИ.- 1991.- N6.- С. 13-26.

59. Кондауров В.И., Мухамедиев Ш.А., Никитин Л.В., Рыжак Е.И. Механика разрушения горных пород. - М: Инст. физики Земли АН СССР им. О.Ю.Шмидта, 1987, 218 с.

60. Костров В.Б., Фридман В.Н. Механика хрупкого разрушения при сжимающих нагрузках // Физика очага землетрясения. - М.: Наука, 1975, с. 30-45.

61. Кузнецов C.B. К вопросу о внезапных выбросах угля и газа // ФТПРПИ.-1966ю- N 4. - С.14-18.

62. Кузнецов C.B. Некоторые закономерности и соотношения, определяющие посадку лавы // ФТПРПИ. - 1965. - N 6 - С. 3-19.

63. Кузнецов C.B., Одинцев В.Н., Слоним М.Э., Трофимов В.А. Методология расчета горного давления . - М.: Наука, 1981, 104 с.

64. Кузнецов C.B., Одинцев В.Н., Слоним М.Э., Трофимов В.А. Определить параметры разуплотненного состояния горных пород приствольной зоны на больших глубинах с учетом проникающего действия бурового раствора (Отчет о НИР I-II-89(c)). - М.: ИПКОН АН СССР, 1990, 73 с.

65. Кулаков В.Н. Геомеханические условия отработки крутых угольных пластов //ФТПРПИ.- 1995.- N 2.- С.63-72.

66. Кундурос X. Исследование эффективных способов поддержания горизонтальных капитальных выработок на больших глубинах: Дисс... канд. техн. наук. - Моск. горн, ин-тут. - 1979. - С. 120.

67. Кунтыш М.Ф. Исследование методов определения основных физико-механических характеристик горных пород, используемых при решении задач горного давления: Дис. ... канд.техн. наук. - М.:ИГД им. А.А.Скочинского, 1964, 166 с.

68. Курленя М.В., Миренков В.Е. Методы расчета подземных сооружений. -Новосибирск: Наука, 1986, 231 с.

69. Курленя М. , Попов С.Н. Теоретические основы определения напряжений в горных породах . - Новосибирск: Наука. - 1983.

70. Линьков А.М., Петухов И.М. К теории разрушения угля послойным отрывом // Труды ВНИМИ. - 1973. - N 88. - С. 205-221.

71. Линьков А.М., Петухов И.М., Сидоров B.C. О росте трещин в подготовительной стадии и на фронте выброса // Труды ВНИМИ - 1977. -Т. 106. - С. 46-55.

72. Лавров H.A., Слепян Л.И. К теории разрушения твердых тел при сжатии // Записки Лен. горн. инст. - 1991. - Том 125. - С. 48-54.

73. Липнанский Б.М., Мезенцев К.Т., Трофимов И.М., Шильцев В.А. Естественное поле напряжений и динамические формы разрушения горного массива на руднике "Октябрьский" // Напряженное состояние породных массивов. - Новосибирск: ИГД СО АН СССР, 1978, с. 27-31.

74. Мансуров В.А. Прогнозирование разрушения горных пород. - Фрунзе: Илим, 1990, 240 с.

75. Марков Г.А. Тектонические напряжения и горное давление в рудниках Хибинского массива. - Л.: Наука, 1977, 213 с.

76. Мартынюк П.А., Шер E.H. О развитии трещины вблизи кругового отверстия с учетом внешнего поля сжимающих напряжений // ФТПРПИ .1996.- N 6. - С. 19-30.

77. Медведев Л.Г. Проявления анизотропии при трехосном неравномерном сжатии // Вопросы механики горных пород при разработке месторождений твердых полезных ископаемых (ред. Д.М.Бронников). М.: ИПКОН АН СССР, 1982, с. 166-172.

78. Мезенцев К.Т., Трофимов И.М. Опыт ведения горных работ в условиях динамических проявлений горного давления // Горн. журн. - 1975. - N 8. - С. 34-36.

79. Мельников Н.В. Выступление на IV Всесоюзной конференции по механике горных пород // Современные проблемы механики горных пород. -Л.: Наука, 1972, с. 5-8.

80. Механизм инициирования динамических явлений в подготовительных забоях // Ж.С.Ержанов, Ю.А.Векслер, Н.А.Жданкин, С.Б.Колоколов. - Алма-Ата: Наука, 1984, 224 с.

81. Механика горных пород применительно к проблемам разведки и добычи нефти // В.Мори, Д.Фурменто и др. - М.: Мир, 1994, 416 с.

82. Мусхелишвили Н.И. Некоторые основные задачи математической теории упругости. - М.: Наука, 1966, 707 с.

83. Назарчик А.Ф. Разубоживание руды при разработке жильных месторождений.- М: Изд-во АН СССРД960, 270 с.

84. Николаевский В.Н. Механика пористых и трещиноватых сред. - М.: Недра, 1984, 232 с.

85. Нетрадиционные технологические процессы добычи угля // В.Н.Потураев, С.А.Полуянский, А.Н.Зорин и др. - Киев: Техника, 1986, 118 с.

86. Никитин JI.B., Одинцев В.Н. Механика отрывного разрушения сжатых газоносных горных пород // Изв. АН СССР. Механика твердого тела. - 1988. - N 6. - С. 135-144.

87. Никитин JI.B., Одинцев В.Н. Образование протяженных сомкнутых трещин отрыва в хрупких горных породах // Докл. АН СССР. 1987. -Т.294. - N 4. -С. 814-817.

88. Никитин JI.B., Одинцев В.Н. Распространение трещин отрыва в сжатых горных породах // Пластичность и разрушение твердых тел. - М.: Наука, 1988, с. 154-165.

89. Николаевский В.Н. Механика пористых и трещиноватых сред. - М. : Недра, 1984, 232 с.

90. Николин В.И. Гипотеза механизма выброса породы // Выбросы породы и газа. - Киев: Наукова думка, 1971, с. 16-21.

91. Николин В.И., Меликсетов С.С., Беркович И.М. Выбросы породы и газа. -М.: Недра, 1967, 79 с.

92. Оберт JI. Хрупкое разрушение горных пород // Разрушение. Т.7. 4.1. -М.: Мир, 1976, с. 59-128.

93. Одинцев В.Н. Два типа обрушений на обнажениях трещиновато-блочного массива горных пород // Исследование параметров и показателей эффективности разработки жильных месторождений (ред. М.И.Агошков). -М.: ИПКОН АН СССР, 1983, с. 102-112.

94. Одинцев В.Н. Влияние угла наклона обнажения трещиновато-блочного массива горных пород на его устойчивость // Исследования в области

совершенствования систем и технологии разработки жильных месторождений.- М: ИПКОН АН СССР, 1986, с. 40-43.

95. Одинцев В.Н. Запредельное деформирование и зональная дезинтеграция горных пород вблизи выработок на больших глубинах // Горное давление и технология подземной разработки руд на больших глубинах (Ред. Н.Ф.Замесов). - М.: ИПКОН АН СССР, 1990, с. 20-25.

96. Одинцев В.Н. Масштабный эффект в развитии трещин отрыва при сжатии горной породы // Геология и геофизика. - 1994. - N 12. - С. 80 - 92.

97. Одинцев В.Н. Метод аналитического прогноза динамических проявлений горного давления // ФТПРПИ. - 1995. - N 4. - С. 12-24.

98. Одинцев В.Н. О механизме зональной дезинтеграции массива горных пород вблизи глубоких выработок // ФТПРПИ. - 1994. - N 4. -С.10-17.

99. Одинцев В.Н. О некоторых особенностях напряженного состояния массива хрупких горных пород вблизи одиночной выработки //ФТПРПИ- 1985. - N 2. - С. 13-21.

100. Одинцев В.Н. Отрывное разрушение массива скальных горных пород .- М. : ИПКОН РАН, 1996, 166 с.

101. Одинцев В.Н. Развитие трещины гидроразрыва в слабопроницаемом массиве горных пород // Вопросы разрушения горных пород (ред. Д.М.Бронников). - М.: ИПКОН РАН, 1994, с. 46-54.

102. Одинцев В.Н. Расчет напряженно-деформированного состояния рудного массива возле протяженной одиночной выработки // Физико-технические проблемы разработки и обогащения полезных ископаемых . - М. : СФТГП ИФЗ АН СССР, 1976, с. 19-26.

103. Одинцев В.Н. Экспертно-аналитический метод определения пролета обнажений горных пород при разработке крутопадающих жильных месторождений // Проблемы механики горных пород. - М: Наука, 1987, с. 212-216.

104. Одинцев В.Н., Трофимов В.А. Компьютерное моделирование развития трещин отрыва вблизи обнажения в глубокой выработке // Тезисы докладов

X Международной конференции по механике горных пород. - М.: ИГД им. А.А.Скочинского, 1993, с. 30-31.

105. Одинцев В.Н., Трофимов В.А. О моделировании на ЭВМ стреляния и контроля удароопасности шелушения пород в горных выработках // Горные удары, методы оценки и массивов горных пород (ред. И.М.Петухов и др.). -Фрунзе: Илим, 1979, с. 105-111.

106. Одинцев В.Н., Трофимов В.А., Трумбачева C.B., Шильцев В.А. Устойчивость горных выработок по фактору стреляния, заколообразования и шелушения // Вопросы механики горных пород (ред. Н.М.Осипенко)- М.: ИПКОН АН СССР, 1979, с. 3-34.

107. Опарин В.Н. Основы теории геомеханической интерпретации данных геофизического каротажа: Дисс... д-ра физ.-мат. наук. - М.: ИФЗ АН СССР, 1987.

108. Опарин В.Н., Тапсиев А.П. О некоторых закономерностях трещино-образования вокруг горных выработок // Горные удары, методы оценки и контроля удароопасности массивов горных пород. - Фрунзе: Илим, 1979, с. 342-349.

109. Осипенко Н.М. Исследование механизма хрупкого разрушения трещиноватых горных пород // Дисс... канд. техн.наук. СФТГП. ИФЗ АН СССР. - 1972.

110. Панасюк В.В. Предельное равновесие хрупких тел с трещинами. - Киев: Наукова думка, 1968, 246 с.

111. Панфилов Е.И. Разубоживание // Горная энциклопедия. - М: Советская энциклопедия, 1989, т. 4.

112. Петросян А.Э., Иванов Б.М. Причины возникновения внезапных выбросов угля и газа // Основы теории внезапных выбросов угля, породы и газа. - М. : Недра, 1978, с.3-61.

113. Петухов И.М., Линьков А.М. Механика горных ударов и выбросов.-М .: Недра, 1983, 280 с.

114. Писаренко Г.С., Науменко В.П., Митченко О.В., Волков Г.С. Экспериментальное определение величины К1 при сжатии пластины вдоль линии трещины // Проблемы прочности.- 1984. - N 11. - С. 3-9.

115. Поль Б. Макроскопические критерии пластического течения и хрупкого разрушения // Разрушение. Т.2. - М.: Наука, 1975, с. 336-520.

116. Проскуряков Н.М., Фомина В.Д., Рожков В.К. Газодинамические явления на Солигорских калийных рудниках. - Минск: Полымя, 1974, 212 с.

117. Рафиенко Д.И. , Арипов Ш.А. Метод определения устойчивости обнажений пород при выемке жил // Исследование параметров и показателей эффективности разработки жильных месторождений . - М. : ИПКОН АН СССР, 1983, с. 12-22.

118. Реутов В.А. Гидравлический разрыв пласта // Итоги науки и техники. ВИНИТИ. Сер. Механика деформируемого твердого тела. 1989. -Т. 20. - С. 84-188.

119. Родионов В.Н., Сизов И.А. Проявление неоднородности напряженного состояния при разрушении горных пород // ФТПРПИ. -N3.-1981.- С. 4555.

120. Савченко С.Н. Система случайно ориентированных трещин в поле сжимающих сил // ФТПРПИ.- 1993. -N 1.- С.50-56.

121. Серяков В. М., А. С. Ягунов. Расчет процессов разрушения в слоистом горном массиве// ФТПРПИ. - N3. - 1991. С. 28 - 35.

122. Сизов И.А. Особенности временного хода деформаций вокруг подземной выработки // Проблемы механики горных пород (Ред. Д.М.Бронников, И.И.Зурабишвили). - М.: Наука, 1987, с. 125-132.

123. Слепян Л.И. Механика трещин. - JL: Судостроение, 1990.

124. Соболев Г.А. Основы прогноза землетрясений - М.: Наука, 1993, 313 с.

125. Соболев Г.А., Кольцов AB. Крупномасштабное моделирование подготовки и предвестников землетрясений. - М.: Наука, 1988, 203 с.

126. Совершенствование технологии горных работ на рудниках Иртышского комбината (авторы В.Ф.Альтерготт, В.Н.Беляшов, В.В.Вылегжанин и др.).-Алма-Ата: Наука, 1980.

127. Справочник по коэффициентам интенсивности напряжений. (Ред. Ю.Мураками). - М.: Мир, 1990, 1019 с.

128. Ставрогин А.Н., Протосеня АГ. Прочность горных пород и устойчивость выработок на больших глубинах. - М.: Недра, 1985, 271с.

129. Султонов У., Куксенко B.C. К вопросу о црогнозировании разрушения горных пород // Межвуз. сборник N 3. Физика, структура и свойства твердых тел. - Куйбышев. - 1979.

130. Сырников Н.М. , Родионов В.Н. О напряженном состоянии структурно неоднородного горного массива в окрестности подземных сооружений// ФТПРПИ.- 1996. - N 6.- С. 31-43.

131. Тарасов Б.Г. О статистической природе деформационных процессов в горных породах // ФТПРПИ.- 1991. - N 6.- С. 36-44.

132. Теория защитных пластов // И.М.Петухов, А.М.Линьков, В.С.Сидоров. - М.: Недра, 1976, 223 с.

133. Технология подземной разработки калийных руд // В.Г.Зильбершмидг, К.Г.Синопальников, Г.Д.Полянина и др. - М.: Недра, 1977, 287 с.

134. Тропп Э.А., Розенбаум М.А., Рева В.Н., Глушихин Ф.Л. Зональная дезинтеграция пород вокруг горных выработок на больших глубинах. - Л.: Физ.-техн. ин-т АН СССР им.А.Ф.Иоффе, 1985, N 976.

135. Трофимов В.А. Методика численного расчета напряженного состояния хрупкой среды вблизи трещины // Вопросы разрушения горных пород (Ред. Д.М.Бронников). - М.: ИПКОН РАН, 1994, с. 55-66.

136. Трубецкой К.Н., Каплунов Д.Р., Чаплыгин H.H. Современные горные науки: предмет, содержание и новые задачи // Горный журнал.- 1994. -N 6.-С. 3-7.

137. Фамин Я.А. Внезапный выброс угля и газа в лабораторных условиях // Проблемы рудничной вентиляции. - ИГД АН СССР, 1959, с.219-224.

138. Ходот В.В., Яновская М.Ф., Премыслер Ю.С. и др. Физико-химия газодинамических явлений в шахтах. - М.: Наука, 1973, 140 с.

139. Христианович С.А., Коваленко Ю.Ф. Об измерении давления газа в угольных пластах // ФТПРПИ. - 1988. - N 3. - С. 3-24.

140. Христианович С.А., Салганик РЛ. Внезапные выбросы угля (породы) и газа. Напряжения и деформации // Препринт Инст. пробл. механики АН СССР. Москва. - 1980. - N 153.

141. Черепанов Г.П. Механика хрупкого разрушения. - М.: Наука, 1974, 640 с.

142. Черепанов Г.П. Распространение трещин в сжатых телах // Приклада, математ. и механика. - 1966. - Т.30. - Вып.1. - С.82-93.

143. Черняк И.Л., Кузмич О.Ю., Зайденварг В.Е. Геомеханические процессы в слоистом массиве вокруг одиночных выработок // Уголь. -1991. - N 11. -С.37-39.

144. Чернов О.И., Абрамова О.А. Теоретическое изучение разрушения горной породы растяжением при различных схемах нагружения щели в массиве // ФТПРПИ.- 1994. - N 2. - С. 60-66.

145. Чернов О.И., Кю Н.Г. О флюидоразрыве породных массивов // ФТПРПИ. -N 2. - С. 81-92.

146. Чернов О.И. , Пузырев В.Н. Прогноз внезапных выбросов угля и газа. - М. : Недра, 1979, 296 с.

147. Шафаренко Е.М. Длительная устойчивость подземных горных выработок в отложениях каменной соли. Дисс... д-ра техн. наук. - Новосибирск.: ИГД СО АН СССР, 1985.

148. Шемякин Е.И. Новые задачи механики горного массива // Будущее горной науки (ред. М.И. Агошков). - М.: Наука, 1989, с.34-45.

149. Шемякин Е.И., Фисенко Г.Л., Курленя М.В., Опарин В.Н. и др. Эффект зональной дезинтеграции горных пород вокруг подземных выработок // Докл. АН СССР. - Т. - 289. - N 5. - С. 1088-1094.

150. Эттингер И.Л. Внезапные выбросы угля и газа и структура угля. -М.: Недра, 1969, 160 с.

151. Эттингер ИЛ. Растворимость и диффузия метана в угольных пластах // ФТПРПИ. - 1987. - N 2. - С.79-90.

152. Adams G.R., Jager A.J., Roering С. Investigation of rock fracture around deep-level gold mine stopes // Proceed. 22nd U.S. Symposium on Rock Mech. -Cambridge: M.I.T. , 1981.

153. Adams G.R., Jager A.I. Petroscopic observation of rock fracturing ahead of stope faces in deep-level gold mines // J. South African Inst. Mining and Metallurgy. - 1980. - Vol. 80 - N 6. - P. 204-209.

154. Ashby M.F., Hallam S.D. The failure of brittle solids containing small cracks under compressive stress state // Acta Metall. - 1986. - V.34. - P. 497-510.

155. Atkinson B.K., Meredith P.G. The theory of subcritical crack growth with applications to minerals and rocks // Fracture Mechanics of Rocks (Ed. B.K.Atkinson). - London: Academic Press, 1987.

156. Barton N., Lieu R., Lunde J. Engineering classification of rock masses for the design of tunnel support // Rock Mechanics. - 1974. - N 4. - P. 189-236.

157. Bieniawski Z.T. Engineering classification of jointed rock masses // Trans. S.Afr. Inst. Civil Eng. - 1973. - V. 15. - P. 335-342.

158. Botham J.C. Association of gases with coal - laboratory outburst tests on solid coal specimens // Canada, Dept. Mines & Tech. Surveys, Fuel Div., Tech. Mem. 75/77 - CG, 1957.

159. Brace W.F. Brittle fracture of rocks // State of stress in the Earth's crust. Proc. Intern. Conf. Santa Monica, California. - N.Y.: Elsevier, 1964, p. 110-178.

160. Brace W.F., Paulding B.W., Scholz C. Dilatancy in the fracture of crystalline

rocks // J. Geophys. Res. - 1966. - V.77 - P. 3939-3953.

161. Brown E.T. Strength of models of rock with intermittent joints. // J.Soil Mech. Foud. Div. Proc. Amer. Soc. Civ. Eng. - 1970.- V. 96. - SM6. - P. 1936-1949.

162. Byerlee J. A review of rock mechanics studies in the US pertinent to earthquake prediction // Pure and Appl. Geophys. 1978. - Vol. 116. - P.586-602.

163. Coates D.F. Rock mechanics principles. - Ottawa: Department of Mines and Techn. Surveys, 1965.

164. Costin L.S. A microcrack model for the deformation and failure of brittle rock //J. Geophys. Res. - 1983. - V.88. - P. 9485- 9492.

165. Cundall P.A. et ai. Formulation of a three-dimensional distinct element model (Part I and Part II) // Int. J. Rock Mech. Min. Sci. - 1988. - Vol. 25. - N 3.

166. Deer D.U. Technical description of rock cores for engineering urposes// Felsmechanik und Ingenieuigeologie. - 1963. - V. 1. - N 1. - P. 16-22.

167. Dey T.N., Wang Chi-Yuen. Some mechanisms of microcrack growth and interaction in compressive rock failure // Int. J.Rock Mech.Min.Sci. - 1981. -V.18. - N 3. - P. 199-209.

168. Fairhurst C. Foreword to computers, rock mechanics and rock engineering // Int.J.Rock Mech.Min.Sci. - 1988. - V.25. - N 3. - P.3 - 12.

169. Fairhurst C., Cook N.G.W. The phenomenon of rock splitting parallel to the direction of maximum compression in the neigbourhood of a surface // Proc. First Congr. Intern. Soc. Rock Mech.- 1966. - V.I.- P. 687-692.

170. Galybin A.N., Odintsev V.N. The propagation of shear cracks near tabular stope // Assesment and Prevention of Failure Phenomena in Rock Engineering ( Ed. by A.G.Pasamehmetoglu et al.). - Rotterdam: A.A.Balkema, 1993, p. 193— 198.

171. Goodman R.E., Taylor R.L., Brekke T.L. A model for the mechanics of jointed rock // J.Soil Mech. and Foun. Div. Proc.Amer. Soc. Civ. Eng. -1968. -Vol.94. - SM3. - P. 637-659.

172. Gramberg J. The axial cleavage fracture I. Axial cleavage fracturing is a signi-ficiant process in mining and geology // Eng. Geol. - 1965. - Vol. 1.- P. 31-72.

173. Gramberg J. The ellipse with notch theory to explain axial cleavage fracturing of rocks (a natural extension to the first Griffith theory) // Int. J. Rock Mech. Min.Sci. - 1970. - Vol.7. - P. 537-559.

174. Haimson B.C.(Issue coordinator) Hydrolic fracturing stress measurements // Int. J.Rock Mech. Min. Sci. - 1989. - Vol. 26.-N 6.

175. Hallbauer D.K., Wagner H., Cook N.G.W. Some observations concerning the microscopic and mechanical behavior of quartzite specimens in stiff, triaxial compression tests // Int. J. Rock Mech. Min. Sci. - 1973. -V.10. - P. 713.

176. Hargraves A.J. Instantaneous outbursts of coal and gas. A review // Proc. Australas. Inst. Min. Mettal. - 1983. - N 285. - P. 1- 37.

177. Hilsdorf H. Die Bestimmung der zweiachsigen Festigkeit von Beton // Deutscher Ausschuss Stahlbeton. - 1965. - B.173.

178. Hoek E., Bieniawski Z. Brittle fracture propagation in rock under compression // Intern. J.Fract. Mechanics. - 1965. - Vol.1 - N 3.

179. Horii H., Nemat-Nasser S. Brittle failure in compression: splitting, faulting and brittle-ductile transition // Phil.Trans. R. Soc. Lond. A . - 1986. - V.319. - P. 337-374.

180. Hudson J.A., Crouch S.L., Fairhurst Ch. Soft, stiff and servo-controlled testing machines: a review with reference to rock failure // Engineering Geology. -1972. - Vol. 6. - P. 155-189.

181. Kemeny J.M. A model for non-linear rock deformation under compression due to sub-critical crack growth // Int.J. Rock Mech. Min.Sci. - 1991. - V.28. - N 6. -P. 459-467.

182. Kemeny J.M., Cook N.G.W. Determination of rock fracture parameters from crack models for failure in compression // Rock Mechanics. Proceed. 28th U.S. Symp. on Rock Mech. - Rotterdam: A.A. Balkema, 1987, p.367-374.

183. Kranz R.L. Microcracks in rocks: a review // Tectonophysics. - 1983.- V.100. -P.449-480.

184. Kranz R.L. Crack-crack and crack-pore interaction in stressed granite // Int. J. Rock Mech. Min. Sci. - 1979. - Vol. 16. - P. 37-47.

185. Litwiniszyn J. International Symposium-cum-workshop on management and control of high gas emission and outburst in underground coal mines . -Wollongong, 1995, 620 p.

186. Napier J.A.L. Modelling of fracturing near deep level gold mine excavation using a displacement discontinuity approach // Mechanics of jointed and faulted rock. H.P.Rossmanith (ed.).-Rotterdam: AABalkema, 1990, p. 709-715.

187. Nemat-Nasser S., Horii H. Compression-induced nonplanarcrack extention with application to splitting, exfoliation and rockburst // J. Geophys. Res. - 1982. -Vol. 87. - P. 6805.

188. Obert L., Duvall W.I. Rock mechanics and the design of structures in rock. -New York / London: John Wiley & Sons, 1967, 650 p.

189. Odintsev V.N. Scale effect in rock axial splitting // Scale effects in rock masses 93. A. Pinto Da Cunha (ed.). - Rotterdam: AABalkema, 1993, p. 225-231.

190. Rummel F., Hansen J. Interpretation of hydrofracture pressure recodings using a simple fracture mechanics simulation model // Int. J. Rock Mech. Min. Sci. - 1989. - V.26. - P.483-488.

191. Sammis C.G., Ashby M.F. The failure of brittle porous solids under compressive stress state // Acta Metall. - 1986. -V.34. -N3. - P.511-526.

192. Santarelli F.J., Brown E.T. Failure of three sedimentary rocks in triaxial and hollow cylinder compression tests // Int.J. Rock Mech. Min. Sci. - 1989. - V.26. -N 5. - P. 401-413.

193. Stacey T.R. A simple extention strain criterion for fracture of brittle rock // Int. J. Rock Mech. Min. Sci. - 1981. -V. 18. - P. 469-474.

194. Stacey T.R.,Jongh C.L. Stress fracturing around a deep-level bored tunnel // J.S.Afr. Inst.Mining and Met. - 1977. -V.78. - N5. -P. 124-133.

195. Starfield A.M., Cundall P.A. Towards a methodology for rock mechanics modelling // Int. J. Rock Mech. Min.Sci. - 1988. -V.25. - N 3. - P. 99.

196. Steif P.S. Crack extention under compressive loading // Engineering Fracture Mech. - 1984. - Vol. 20. - P.463.

197. Turchaninov I.A, Markov G.A, Lovchikov AV. Conditions of changing of extrahard rock to weak rock under the influence of technical stresses of massif // Weak Rock. Soft, Fractured and Weathered Rock (Ed. K. Akai et al.). -Rotterdam: AABalkema, 1981, vol. 1, p. 555-561.

198. Trollope D.H. The mechanics of discontinua or elastic mechanics in rock problems // Rock mechanics in engineering practice ( Ed. K.G. Stagg and O.C.Zienkiewicz). - New York: Wiley, 1968, p.275-320.

199. Vardoulakis J., Sulem J., Guenot A. Borehole instability as bifurcation phenomena // Int. J. Rock Mech. Min. Sci.- 1988. - Vol. 25. - P. 159-170.

200. Walsh J.B. The effect of cracks on compressibility of rocks // J. Geoph. Res. -1965. - Vol. 70. - P. 381.

201. Wawersik W.R., Fairhurst C.A. Study of brittle rock fracture in laboratory compression experiments // Int. J. Rock Mech. Min. Sci. - 1970. - Vol 7. - P. 564-575.