DOI: 10.24412/2519-2418-2025-644-26-40
EDN: LTREKO
Получено: 19.06.2025
Опубликовано: 08.07.2025
Оригинальный язык: ru
Полный текст статьи | JATS XML
Ревва Владимир Николаевич, доктор технических наук, профессор, ФГБНУ «РАНИМИ», ведущий научный сотрудник сектора защитных пластов и управления состоянием горного массива, email: revva.1948@mail.ru
Васютина Виктория Владимировна, кандидат технических наук, старший научный сотрудник, ФГБНУ «РАНИМИ», старший научный сотрудник отдела горного давления, email: vasyutina.vika@yandex.ru
Аннотация
В статье представлены экспериментальные исследования методом неравнокомпонентного трехосного сжатия, позволяющие установить закономерности изменения механических свойств угля с увеличением глубины их залегания. Установлены данные по влиянию глубины залегания угля на его физикомеханические характеристики.
Ключевые слова: горные породы, глубина залегания, условия нагружения, давление, закрытие угольные образцы угля, предельн6ая прочность
Финансирование
Исследования проведены в рамках выполнения фундаментальной научно-исследовательской работы FRSR – 2023-0006 "Исследование устойчивости и трансформации напряженно деформированного состояния обводненных массивов горных пород".
ЛИТЕРАТУРА
- Яковлев, Е. А. Влияние закрытия шахт на активизацию процессов подтопления и усложнение экологического состояния территории [Текст] / Е. А. Яковлев, В. А. Сляднев, Н. А. Юркова // Екологія довкілля та безпека життєдіяльності. – 2003. – № 6. – С. 42-44.
- Лихтман, В. И. Физико- химическая механика металлов [Текст] / В. И. Лихтман. – М.: Изд. АН СССР, 1962. – 303 с.
- Моррисон, С. Химическая физика поверхности твердого тела [Текст] / С. Моррисон – М.: Мир, 1980. – 488 с.
- Земисев, В. Н. Расчеты деформаций горного массива [Текст] / В. Н. Земисев – М.: Недра, 1973. – 144 с.
- Гавриленко, Ю. Н. Характер сдвижения массива горных пород и земной поверхности при подработке маломощных разрывных нарушений наклонными и крутыми пластами [Текст] / Ю. Н. Гавриленко // Сб. науч. тр. ДонГТУ, серия горногеологическая. – Донецк, 2000. – Вып. 11. – С. 85 - 90.
- Кипко, Э. Я. О предотвращении экологического ущерба при мокрой консервации шахт [Текст] / Э. Я. Кипко, Е. Г. Соболев, О. В. Савченко // Уголь Украины. – 1997. – № 10. – С. 27-31.
- Миронов, Л. Ф. Об экологических проблемах при закрытии шахт и путях их решения [Текст] / Л. Ф. Миронов, А. В. Ткачук, М. В. Бабаев, Е. П. Котелевец // Уголь Украины. – 2000. – № 7. - С. 39-41.
- Янукович, В. Ф. Решение геоэкологических и социальных проблем при разработке и закрытии угольных шахт [Текст]: / В. Ф. Янукович, Н. Я. Азаров, А. Д. Алексеев, А. В. Анциферов, Е. И. Питаленко. - Донецк: ООО «Алан», 2002. – 480 с.
- Гавриленко, Ю. Н. Исследование факторов, влияющих на деформации земной поверхности, при подработке разрывных нарушений пологими пластами [Текст] / Ю. Н. Гавриленко // сб.науч.тр. Горно-металлургические проблемы Донбасса, №1. – Донецк: – 1995 – С. 91-100.
- Ермаков, В. Н. Изменение гидродинамического режима шахт при затоплении [Текст] / В. Н. Ермаков, О. А. Улицкий, А. И. Спожакин // Уголь Украины. – 1998. – № 6. – С. 11-13.
- Лихтман, В. И. Физико-химическая механика металлов [Текст] / В. И. Лихтман. – М.: Изд. АН СССР, 1962. – 303 с.
- Борисов, А. А. Основы геомеханики горных массивов [Текст] / А. А. Борисов. – Л.: ЛГИ, 1989. – 94 с.
- Иофис, М. А. О расчете сдвижений горных пород в условиях крутого падения пластов [Текст] / М. А. Иофис // Уголь Украины. – 1990. - №7. - С.48-50.
- Ревва, В. Н. Изменение механических свойств углей с увеличением глубины залегания [Текст] / В. Н. Ревва, Г. П. Стариков, А. Д. Алексеев // ФТВД. – 1991. – Т. 1. – № 3. – С. 43-46.
- Молодецкий, А. В. Влияние глубины залегания угольных пластов на механические свойства угля [Текст] / А. В. Молодецкий, В. Н. Ревва // ФТГП. – 2009. – Вып. 12. – С. 55-58.
- Ревва, В. Н. Влияние уровня шарового тензора на физико-механические свойства углей при их разрушении в объемном поле сжимающих напряжений [Текст] / В. Н. Ревва, В. В. Васильковский, А. В. Молодецкий // «Геотехническая механика». – 2010. – Вып. 91. – С. 128-140.
- Алексеев, А. Д. Разрушение горных пород в объемном поле сжимающих напряжений [Текст] / А. Д. Алексеев, В. Н. Ревва, Н. А. Рязанцев; под общ. ред. В. М. Чиркова. – К.: Наукова думка, 1989. – 168 с.
- Руднев, Е. Н. Подтопление территорий на шахтных полях [Текст] / Е. Н. Руднев // Уголь Украины. – 2000. – № 2-3. – С. 65-66.
Рецензия (Грищенков Николай Николаевич, доктор технических наук, профессор, ФГБНУ «РАНИМИ», заведующий отделом сдвижения земной поверхности и защиты подрабатываемых объектов, email: grinmail104@mail.ru)
Актуальность данной статьи определяется необходимостью оценки влияния на механические свойства углей на глубине более 800 м, в связи с увеличение глубины разработки угольных пластов.
Мнение многих ученых исследовавших геомеханические процессы в горном массиве при его разработке сводится к тому, что физико-механические свойства горных пород зависят от ряда факторов, среди которых следует, отметить такие как метаморфизм, литологический состав, обводненность и глубина залегания углевмещающих пород. В свою очередь, угли и горные породы сильно отличаются по своему строению, минералогическому составу зерен и цемента, что весьма усложняет характер указанного выше взаимодействия.
В данной работе представлены результаты экспериментальных исследований механических свойств угольных образцов в условиях объемного неравнокомпонентного сжатия, моделирующих глубину заложения пластов от 800 м до 3000 м. Установлено, что с ростом глубины залегания угольных пластов повышаются жесткость и предельная прочность углей, уменьшается коэффициент концентрации напряжений в окрестности горной выработки, разрушение становится более вязким и при возрастании глубины залегания угля до 2000 м происходит его разрушение до определенных микроблоков, характеризуемых более совершенной (гомогенной) структурой, для разрушения которых необходимы более высокие уровни напряжений (тензора), что объясняет экстремумы в зависимостях упругих свойств от глубины залегания углей.