hi boy
Журнал «Уголь»

ПОДЗЕМНЫЕ РАБОТЫ


Оригинальная статья

УДК 622.016:658.012.122:51.001.57 © К.В. Халкечев, Ю.М. Левкин, Н.И. Абрамкин, 2024

ISSN 0041-5790 (Print) • ISSN 2412-8333 (Online) • Уголь № 07-2024 /1182/

DOI: http://dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2024-7-52-54

Название

Разработка математической модели поля напряжений в окрестности магистральной трещины продольного сдвига в кровле горной выработки

Авторы

Халкечев К.В. доктор физ.-мат. наук, доктор техн. наук, профессор кафедры Геологии и маркшейдерского дела НИТУ МИСИС, 119049, г. Москва, Россия, e-mail: h_kemal@mail.ru

Левкин Ю.М., доктор техн. наук, член Союза маркшейдеров России, профессор кафедры «Техника и технология горного и нефтегазового производства» Московского политехнического университета, 107023, г. Москва, Россия, e-mail: lev5353@bk.ru

Абрамкин Н.И., доктор техн. наук, профессор кафедры «Техника и технология горного и нефтегазового производства» Московского политехнического университета, 107023, г. Москва, Россия, e-mail: abramkin57@mail.ru

Аннотация

В представленной статье разработана математическая модель, позволяющая осуществить анализ аварийных горных выработок на предмет их восстановления в случае реализации в кровле магистральной трещины продольного сдвига. Применение данной модели на практике заключается в следующем. В начале посредством методов дистанционного зондирования необходимо установить наличие магистральной трещины продольного сдвига в кровле. В случае обнаружения такой трещины установить ее длину и с помощью математической модели определить поле напряжений в ее окрестности. Далее, если касательные компоненты тензора напряжений будут превышать пределы прочности на сдвиг горных пород, то будет наблюдаться дальнейший рост исследуемой трещины, что впоследствии приведет к обвалу кровли. В этом случае аварийная горная выработка не может быть восстановлена. В противном случае – существует малая вероятность обвалов кровли, а следовательно, в этом случае горная выработка восстановлению подлежит.

Ключевые слова

Восстановление горной выработки, лидар, математическое моделирование, касательные напряжения, предел прочности, горная порода, кровля выработки, обвал кровли.

Список литературы

1. Evanek N., Slaker B., Iannacchione A., Miller T. LiDAR mapping of ground damage in a heading re-orientation case study. InternationalJournal of Mining Science and Technology. 2021;31(1):67-74. DOI: 10.1016/j.ijmst.2020.12.018.

2. Singh S.K., Banerjee B.P., Raval S. Three-Dimensional Unique-Identifier-Based Automated Georeferencing and Coregistration of Point Clouds in Underground Mines. Remote Sensing. 2021;13(16):3145. DOI: 10.3390/rs13163145.

3. Kim H., Choi Y. Location estimation of autonomous driving robot and 3D tunnel mapping in underground mines using pattern matched LiDAR sequential images. International Journal of Mining Science andTechnology. 2021;31(5):779-788. DOI: 10.1016/j.ijmst.2021.07.007.

4. Kumar Singh S., Pratap Banerjee B., Raval S. A review of laser scanning for geological and geotechnical applications in underground mining. International Journal of Mining Science and Technology. 2023;33(2):133-154. DOI: 10.1016/j.ijmst.2022.09.022.

5. Халкечев Р.К., Левкин Ю.М., Халкечев К.В. Разработка математической модели поля напряжений в целиках слоистой текстуры на угольных месторождениях // Уголь. 2023. № 8. С. 84-96. DOI: 10.18796/0041-5790-2023-8-84-86. Khalkechev R.K., Levkin Yu.M., Khalkechev K.V. Mathematical model development of the stress field in the pillars stratified texture in coal deposits. Ugol’. 2023;(8): 84-86. (InRuss.). DOI: 10.18796/0041-5790-2023-8-84-86.

6. Математическое обеспечение информационной системы анализа процесса разрушения трещиноватой кровли на угольных месторождениях / Р.К. Халкечев, К.В. Халкечев, Ю.М. Левкин и др. // Уголь. 2023. № 12. С. 64-66. DOI: 10.18796/0041-5790-2023-12-64-66. Khalkechev R.K., Khalkechev K.V., Levkin Yu.M., Kuzmenko S.Yu. Matematical support of the information system for analyzing the process of fractured roof destruction in coal fields. Ugol’. 2023;(12):64-66. (In Russ.). DOI: 10.18796/0041-5790-2023-8-64-66.

7. Нечеткая модель определения формы устойчивого целика в углевмещающих породах / Р.К. Халкечев, Ю.М. Левкин, К.В. Халкечев и др. // Уголь. 2024. № 1. С. 61-63. DOI: 10.18796/0041-5790-

2024-1-61-63. Khalkechev R.K., Levkin Yu.M., Khalkechev K.V., Kuzmenko S.U. Fuzzy model of the shape determining of a stable pillar in coal-bearing rocks. Ugol’. 2024;(1):61-63. (In Russ.). DOI: 10.18796/0041-5790-2024-1-61-63.

8. Bai X., Zhu P. Research on roof caving mechanism and influencing factors in inclined ore body caving mining. Results in Engineering. 2024;(22):102048. DOI: 10.1016/j.rineng.2024.102048.

9. Халкечев Р.К. Применение теории мультифрактального моделирования процессов деформирования и разрушения породных массивов с целью краткосрочного прогнозирования внезапных выбросов угля и газа // Уголь. 2019. № 7. С. 48-50. DOI: 10.18796/0041-5790-2019-7-48-50. Khalkechev R.K. Multifractal modeling theory application of rock mass deformation and destruction processes with the aim of shortterm forecasting sudden coal and gas outbursts. Ugol’. 2019;(7):48-50. (In Russ.). DOI: 10.18796/0041-5790-2019-7-48-50.

10. Халкечев Р.К. Экспертная система разработки математических моделей геомеханических процессов в породных массивах // Горный журнал. 2016. № 7. C. 96-98. DOI: 10.17580/gzh.2016.07.21. Khalkechev R.K. Expert system to develop mathematical models of geomechanical processes in rock massifs. Gornyj zhurnal. 2016;(7): 96-98. (In Russ.). DOI: 10.17580/gzh.2016.07.21.

11. ЧерепановГ.П. Механикахрупкогоразрушения. М: Наука, 1974. 640 с.

12. Халкечев Р.К. Нечеткая математическая модель изменения концентрации трещин в минерале под действием внешней нагрузки // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2019. № 6. С. 97-105. DOI: 10.25018/0236-1493-2019-06-0-97-105. Khalkechev R.K. Fuzzy mathematical model of fracture concentration changes in a mineral under external load. Gornyj informatsionno-analiticheskij byulleten'. 2019;(6):97-105. (InRuss.). DOI: 10.25018/0236-1493-2019-06-0-97-105.

13. Халкечев Р.К. Теория мультифрактального моделирования процессов деформирования и разрушения породных массивов как основа автоматизации технологии буровзрывных работ на угольных разрезах // Уголь. 2019. № 11. С. 32-34. DOI: 10.18796/0041-5790-2019-11-32-34. Khalkechev R.K. Multifractal modeling theory of rock mass deformation and destruction as the basis for automation of drilling and blasting technologies in coal open-pit mines. Ugol’. 2019;(11):32-34. (In Russ.). DOI: 10.18796/0041-5790-2019-11-32-34.

14. Халкечева Л.К., Халкечев Р.К. Автоматизированная система мониторинга состояния транспортных берм на предмет оползневой опасности в виде проседания // Уголь. 2022. № 4. С. 50-52. DOI: 10.18796/0041-5790-2022-4-50-52. Khalkecheva L.K., Khalkechev R.K. Automated monitoring system of transport berms condition for landslide danger in the form of subsidence. Ugol’. 2022;(4):50-52. (InRuss.). DOI: 10.18796/0041-5790-2022-4-50-52.

Для цитирования

Халкечев К.В., Левкин Ю.М., Абрамкин Н.И. Разработка математической модели поля напряжений в окрестности магистральной трещины продольного сдвига в кровле горной выработки // Уголь. 2024;(7):52-54. DOI: 10.18796/0041-5790-2024-7-52-54.

Информация о статье

Поступила в редакцию: 12.06.2024

Поступила после рецензирования: 16.06.2024

Принята к публикации: 25.06.2024

СПЕЦИАЛЬНЫЙ ВЫПУСК



Свежий выпуск
Партнеры