Параметры сейсмических волн при горных ударах

При подземной разработке месторождений на больших глубинах в результате изменений в напряженном состоянии пород, происходящих в результате выемки горной массы из подготовительных и очистных выработок и появления при этом мест концентрации упругой энергии, возникают очаги внезапного разрушения пород...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Datum:	2006
Hauptverfasser:	Вовк, А.А., Кузьменко, А.А., Вовк, О.А.
Format:	Artikel
Sprache:	Russisch
Veröffentlicht:	Інститут гідромеханіки НАН України 2006
Online Zugang:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/4753
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:	Параметры сейсмических волн при горных ударах / А.А. Вовк, А.А. Кузьменко, О.А. Вовк // Прикладна гідромеханіка. — 2006. — Т. 8, № 2. — С. 18-25. — Бібліогр.: 6 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

_version_	1860020200066252800
author	Вовк, А.А. Кузьменко, А.А. Вовк, О.А.
author_facet	Вовк, А.А. Кузьменко, А.А. Вовк, О.А.
citation_txt	Параметры сейсмических волн при горных ударах / А.А. Вовк, А.А. Кузьменко, О.А. Вовк // Прикладна гідромеханіка. — 2006. — Т. 8, № 2. — С. 18-25. — Бібліогр.: 6 назв. — рос.
collection	DSpace DC
description	При подземной разработке месторождений на больших глубинах в результате изменений в напряженном состоянии пород, происходящих в результате выемки горной массы из подготовительных и очистных выработок и появления при этом мест концентрации упругой энергии, возникают очаги внезапного разрушения породы с излучением в окружающий массив сейсмических колебаний. В зависимости от выделяемой энергии (горные удары). В зависимости от выделяемой энергии сейсмические волны могут представлять для подземных выработок и поверхностных сооружений опасность повреждения или разрушения. В статье для оценки энергетических параметров горного удара принята гипотеза прочности по потенциальной энергии формоизменения, рассмотрены наиболее распространенные конструкции очагов горных ударов (сферические, цилиндрические) и приведены методы расчета параметров сейсмических колебаний. Розробка корисних копалин на значних глибинах, яка пов'язана з появою при цьому мiсць концентрацiї пружної енергiї, спричиняє утворенню вогнищ раптового руйнування породи з випромiнюванням у навколишнє середовище сейсмiчних коливань (гiрничi удари). В залежностi вiд кiлькостi випромiнюваної енергiї сейсмiчнi хвилi можуть являти собою загрозу руйнування чи пошкодження як пiдземних, так i надземних споруд. У статтi для оцiнки енергетичних параметрiв гiрничого удару запропонована гiпотеза мiцностi по потенцiальнiй енергiї деформацiї формоутворення, розглянутi найбiльш розповсюдженi конфiгурацiї вогнищ гiрничих ударiв (сферична, цилiндрична) та наведенi методи розрахунку параметрiв сейсмiчних коливань. While underground explosion the tense condition of the rock is changed as a result of the rock extraction and appearance of the places of the extensible energy. Taking into account abovementioned the places of unexpected destruction of the rock are appeared and the seismic waves are radiated into rock massive (it could me named as rock stroke). Such seismic waves could be unsafe for as underground so for ground constructions (damage and even destruction of the construction). A hypothesis of stability on potential energy of formchanging was propound. Commonly known configuration of the places of rock strokes (spherical and cylindrical) were considered; methods for the calculation of the seismic waves parameters were set.
first_indexed	2025-12-07T16:47:08Z
format	Article
fulltext	ISSN 1561 -9087 Прикладна гiдромеханiка. 2006. Том 8, N 2. С. 18 – 25 УДК 622.235.575.2 ПАРАМЕТРЫ СЕЙСМИЧЕСКИХ ВОЛН ПРИ ГОРНЫХ УДАРАХ А. А. ВО В К,∗ А. А. К У ЗЬ МЕ Н К О,∗ O. A. ВО В К ∗∗ ∗ Институт гидромеханики НАН Украины, Киев ∗∗ Национальный авиационный университет, Киев Получено 26.06.2005 При подземной разработке месторождений на больших глубинах в результате изменений в напряженном состоянии пород, происходящих в результате выемки горной массы из подготовительных и очистных выработок и появления при этом мест концентрации упругой энергии, возникают очаги внезапного разрушения породы с излучением в окру- жающий массив сейсмических колебаний. В зависимости от выделяемой энергии (горные удары). В зависимости от выделяемой энергии сейсмические волны могут представлять для подземных выработок и поверхностных соо- ружений опасность повреждения или разрушения. В статье для оценки энергетических параметров горного удара принята гипотеза прочности по потенциальной энергии формоизменения, рассмотрены наиболее распространен- ные конструкции очагов горных ударов (сферические, цилиндрические) и приведены методы расчета параметров сейсмических колебаний. Розробка корисних копалин на значних глибинах, яка пов’язана з появою при цьому мiсць концентрацiї пружної енергiї, спричиняє утворенню вогнищ раптового руйнування породи з випромiнюванням у навколишнє середовище сейсмiчних коливань (гiрничi удари). В залежностi вiд кiлькостi випромiнюваної енергiї сейсмiчнi хвилi можуть являти собою загрозу руйнування чи пошкодження як пiдземних, так i надземних споруд. У статтi для оцiнки енер- гетичних параметрiв гiрничого удару запропонована гiпотеза мiцностi по потенцiальнiй енергiї деформацiї формо- утворення, розглянутi найбiльш розповсюдженi конфiгурацiї вогнищ гiрничих ударiв (сферична, цилiндрична) та наведенi методи розрахунку параметрiв сейсмiчних коливань. While underground explosion the tense condition of the rock is changed as a result of the rock extraction and appearance of the places of the extensible energy. Taking into account abovementioned the places of unexpected destruction of the rock are appeared and the seismic waves are radiated into rock massive (it could me named as rock stroke). Such seismic waves could be unsafe for as underground so for ground constructions (damage and even destruction of the construction). A hypothesis of stability on potential energy of formchanging was propound. Commonly known configuration of the places of rock strokes (spherical and cylindrical) were considered; methods for the calculation of the seismic waves parameters were set. ВВЕДЕНИЕ Горные удары, возникающие в процессе выемки горных пород в подземных условиях в местах кон- центрации упругой энергии, возбуждают сейсми- ческие волны высокой интенсивности, способные вызывать разрушения или повреждения подзем- ных выработок. По мере увеличения глубины ра- зработки эти события возникают более часто, а их энергетические и геометрические параметры зна- чительно возрастают. Поэтому рассмотрение во- просов динамики зарождения очагов горных уда- ров в зависимости от литологических и техноло- гических факторов, энергетических и динамиче- ских параметров возбуждаемых ими деформаций и волновых процессов становится одной из наибо- лее актуальных задач горного дела. Закономерности зарождения и движения сей- смических волн при горных ударах изучены не- достаточно. Для описания этих процессов необхо- димо привлечение аналитического аппарата про- мышленной сейсмики. Но при этом следует учи- тывать разницу в механизме и характере возбуж- дения сейсмовзрывных волн по сравнению с коле- баниями грунта при горных ударах. Так, в первом случае сейсмическая волна возникает в резуль- тате трансформации пластической (или упруго– пластической) волны при снижении давления на ее фронте до значений упругих деформаций, во втором – как результат высвобождения упругой энергии при разрушении определенного объема породы в очаге и излучения какой-либо части этой энергии в виде сейсмических колебаний. Разли- чный механизм зарождения сейсмических волн за- трудняет формулирование начальных условий, но на определенном удалении от источника возбуж- дения имеет место идентичность их движения в обoих случаях, особенно при конфигурации оча- га горного удара, близкой к сферической. С мо- мента, когда фронт волны примет указанную (ка- ноническую) конфигурацию, параметры затуха- ния с расстоянием могут быть найдены с помо- щью обычных законов теории упругости при лю- бом источнике волновых возмущений. В настоящей статье делается попытка использо- вать закон затухания сейсмовзрывных волн при- менительно к задаче прогнозирования сейсмобе- 18 c© А.А. Вовк, А.А. Кузьменко, О.А. Вовк, 2006 ISSN 1561 -9087 Прикладна гiдромеханiка. 2006. Том 8, N 2. С. 18 – 25 Рис. 1. Образование горных ударов линейно–протяженной конфигурации: 1 – надкровельная плита; 2 –места разлома – очаги горного удара; 3 – разломанные блоки; 4 – очаг горного удара в угольном массиве; 4’ – уголь в очаге; 5 – выбрасываемый уголь вместе с углем очага; 6 – сейсмические волны квазицилиндрической конфигурации; 6’ – то же, плоской; L – расстояние от линии забоя до максимума опорных напряжений зопасности горных ударов для подземных объе- ктов, основываясь на методике определения по- тенциальной упругой энергии М.Худека [1] и при- менении шкалы допустимых массовых скоростей, принятой в промышленной сейсмологии. Такая комплексная методика позволит оцени- вать происшедшие события на основе сейсмо- грамм либо прогнозировать параметры и коорди- наты зарождающихся очагов горных ударов. 1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ГОРНЫХ УДАРОВ В ряде работ различных авторов указывается на недостаточную научную базу при рассмотрении проблемы сейсмобезопасности горных ударов и не- обходимость использования имеющихся методиче- ских построений промышленной сейсмологии. Для оценки энергетических параметров горного удара воспользуемся методикой по определению удельной упругой энергии в очаге [1] на основе упругих и прочностных свойств породы. Потенци- альная энергия в единице объема массива, высво- бождающаяся при разрушении, состоит из суммы энергий на объемное деформирование (Эуд. о ) и на пластические деформации (Эуд. пл.), т. е. Эуд. общ = Эуд. о + Эуд. пл., (1) Эуд. о = 1 − 2ν 6E σ2 сж.; Эуд. пл. = 1 + ν 3E σ2 сж., (2) где E – модуль упругости; ν – коэффициент Пуас- сона; σсж. – прочность породы на сжатие. Принимаем в качестве расчетной гипотезу про- чности по потенциальной энергии формоизмене- ния, предполагающей, что критическое состояние наступает при достижении энергией формоизме- нения предельной величины. Она может быть най- дена как разность между удельной работой, за- трачиваемой на деформацию единицы объема сре- А.А. Вовк, А.А. Кузьменко, О.А. Вовк 19 ISSN 1561 -9087 Прикладна гiдромеханiка. 2006. Том 8, N 2. С. 18 – 25 ды (Эуд. общ.), и удельной работой изменения объема (Эуд. о ), т. е. Эуд. общ. − Эуд. о . Согласно принятой ги- потезе прочности разрушение породы происходит мгновенно и только тогда, когда напряжения до- стигают предела прочности. Начальная удельная энергия в очаге принимае- тся равной Эуд. пл., Дж/м3. Масштабы и энергетика горных ударов пред- ставляют серьезную опасность для подземных объектов и часто носят катастрофический харак- тер. Поэтому прогнозная оценка их чрезвычайно важна. Рис. 2. График для определения протяженности зоны опорного давления L в зависимости от глубины разработки H и мощности пласта m Наиболее поддающимся прогнозированию и описанию следует считать вариант горного уда- ра, когда разрушение происходит в горной поро- де со сравнительно небольшими объемами очага, конфигурация которогo может быть принята как сферическая или близкая к ней. Тогда на грани- це очага формируется сферическая сейсмическая волна, движение которой можно описать, исполь- зуя методы промышленной сейсмики. На рис. 1 изображена концептуальная схема образования сейсмических волн цилиндрической формы (п. 6) при разломе консольной плиты над угольным пластом и на границе очага горного уда- ра вдоль линии забоя, а также плоской волны (п. 6’) на границе толщи пласта при обрушении кров- ли. Из приведенных на рис. 2 графиков для опреде- ления расстояний максимума опорного давления Lм видно, что расстояние от линии забоя до места максимума опорного давления изменяется от нескольких до 70–127 м. Таким образом, гор- ный удар при значительной величине Lм не обя- зательно должен сопровождаться выбросом угля в выработанное пространство, как это изображено на рис. 1. На рис. 3 приведена схема локального горно- го удара в породной надугольной толще, которую можно идентифицировать со сферической конфи- гурацией. Фронт сейсмической волны по отноше- нию к оси выработки может двигаться под любым углом между прямой, проведенной от центра оча- га, и этой осью (от 00 до 900). Для анализа мож- но ограничиться тремя основными направлениями движения волны (рис. 4): вдоль оси выработки, т.е. 00 (1), под углом 450 (2) и под углом 900 (3), т. е. перпендикулярно оси. Очевидно, что последний случай при прочих равных условиях может оказаться наиболее опа- сным с точки зрения обрушения или повреждения боковых стенок выработки. Чтобы воспользоваться формулой для опреде- ления плотности энергии на границе очага, из [2] необходимо взять значение максимальной массо- вой скорости на этой границе Umax и период коле- бания T , предполагая, что плотность ρ и скорость продольной волны Vp, как и другие характеристи- ки породы, известны. Радиус очага горного удара может быть найден по формулам: ru = Vs · T ; ru = Vp · τ+. Если известна общая сейсмическая энергия оча- га Eн c , то, зная удельную сейсмическую энергию Eуд. пл., можно легко найти радиус очага также по формуле ru = 3 √ Эн с Эуд. пл. · 4.19 . Результат можно сопоставить с расчетом по формуле, приведенной в [3] и применяемой в про- мышленной сейсмике, и принять значение ru бо- лее близкое к фактической величине из уже произ- шедших в аналогичных условиях событиях. Критическая скорость Uкр. в массиве, согласно [4], может быть найдена из выражения Uкр. = σp · g ρVp · 1 − µ µ · 103, где σp – временное сопротивление на разрыв. 20 А.А. Вовк, А.А. Кузьменко, О.А. Вовк ISSN 1561 -9087 Прикладна гiдромеханiка. 2006. Том 8, N 2. С. 18 – 25 Рис. 3. Схема локального горного удара в породной надугольной толще 2. СЕЙСМОБЕЗОПАСНОСТЬ ПОДЗЕМНЫХ ВЫРАБОТОК ПРИ ГОРНЫХ УДАРАХ Устойчивость выработок, подверженных сей- смическому воздействию горного удара, может быть определена на основе нескольких методиче- ских подходов с возможным использованием кри- териев, составляющих основу промышленной сей- смики. Здесь следует отметить следующее. Прин- цип оценки степени сейсмического воздействия на горные выработки может базироваться на трех концепциях: а) по энергетическому показанию для сравнения динамических явлений, происходящих в разных выработках; б) по силовым параметрам, воздействующим на стенки выработки, и сопоставлению их с предель- ными прочностными показателями; в) по предельным значениям массовой скорости частиц в сейсмической волне на границе вырабо- тки. При этом энергетические, силовые и кине- матические параметры сейсмических волн при уже сформировавшихся движениях изменяются по одинаковым законам как при возбуждении взрывом заряда, так и в случае излучения их гор- ным ударом. Отличными являются лишь механи- змы возникновения и движения в ближней зоне вокруг очага. Это позволяет, как уже отмечалось выше, пользоваться известными соотношениями промышленной сейсмики в части взаимодействия сейсмических волн с поверхностью закрепленных и незакрепленных горных выработок. Допустимая массовая скорость зависит от типа горной выработки, ее назначения, срока службы и вида крепления. При разработке мер по сейсмобезопасности пользуются шкалой допустимых массовых скоро- стей, полученных для различных классов под- земных сооружений, пройденных в породах ра- зной сейсмической активности. В качестве приме- ра приведем одну из них (см. табл. 1) для четырех категорий горных выработок, подразделяемых по факторам ответственности и необходимой степени их сохранности. I категория – кратковременно используемые, не содержащие магистрали; II категория – типа хозяйственных штреков, выработок вентиляционного горизонта и др.; III категория – выработки, содержащие маги- страли, а также имеющие стационарные установ- ки. Выработки откаточного горизонта; IV категория – очистные незаполненные каме- ры, сопряжения выработок пролетом более 7 м, склады ВВ, насосные станции. Как видим, в табл. 1 приведены данные для выработок, пройденных по породе. Однако, с изве- стными оговорками, в ряде случаев их можно использовать при рассмотрении задачи для выра- боток, пройденных по углю (в частности, для выработок первой категории). Рассмотрим методику оценки деформации выработки по энергетическому критерию во- здействия сейсмической волны. Этот критерий А.А. Вовк, А.А. Кузьменко, О.А. Вовк 21 ISSN 1561 -9087 Прикладна гiдромеханiка. 2006. Том 8, N 2. С. 18 – 25 Табл 1. Скорости колебаний для различных выработок, см/с Породы, окружающие Категория выработки выработку и крепь I II III IV Скальные породы (f > 6) 160 140 110 85 Скальные нарушенные (f > 6) 60 50 40 30 Бетонная монолитная крепь – 40 30 20 Деревянная крепь 35 30 25 15 Рис. 4. Контур выработки и направление движения сейсмических волн с наибольшей достоверностью позволяет срав- нивать динамические явления, происходящие в разных выработках одного или различных месторождений, и рассчитывать крепи. Для подготовительных выработок можно доста- точно объективно производить количественную оценку интенсивности проявления горных ударов по затратам энергии на основные разрушения и де- формации. Форма проявления этих факторов при креплении штреков металлической арочной пода- тливой крепью практически во всех случаях оди- накова: происходит разрушение и поднятие угля из подошвенной части (вместе с конвейером), верх- няки проседают в узлах податливости, в стенках профиля у стоек крепи образуются разрывы. Разрушение угля в подошвенной части штрека, исходя из энергетической концепции, можно пред- ставить как сдвиг по плоскости А−А1, В−В1 (рис. 5, a). Энергия, затрачиваемая на разрушение и подня- тие угля: Э1 = Q2 1 · a 2G1 · F1 , (Дж), где Q1 – разрушающее усилие, (Н), действующее по плоскостям сдвига А − А1 и В − В1, равное Q1 = 2h1 · l1 · σсдв., (здесь l1 – длина участка проявления горного уда- ра, (м); h1 – средняя высота поднятия почвы пла- ста, (м) (рис. 5, a); σсдв. – предел прочности угля на сдвиг принимается равным 3.1 Па); a – рас- стояние между сдвигающимися плоскостями, (м), принимается равным ширине выработки l1; G1 – модуль упругости угля при сдвиге, Па, G1 = E1 2(1 + µ1) , E1 – модуль упругости угля при сжатии, МПа; µ1 – коэффициент Пуассона, в [1] принимается равным 0.2, в [5] – до 0.3 (на глубине 810 м), в [5] модуль упругости угля на сдвиг принят равным G1 = 250 МПа; F1 – площадь граней, по которым действуют касательные напряжения, (м2), F1 = 2l1 · h1. Энергия Э2, затрачиваемая на преодоление сил трения в узлах податливости при проседании аро- чной металлической крепи, определяется из со- ображений о характере работы в режиме задан- ной деформации при почти постоянном сопротив- лении, равном несущей способности крепи в пода- тливом режиме работы (для арок из спецпрофиля несущая способность СВП–27 равна 196 кН) и на- ходится из выражения Э2 = n2Q2 · h2, (Дж), (3) где n2 – количество просевших рам; Q2 – несу- щая способность крепи в податливом режиме ра- боты, (H); h2 – средняя величина проседания кре- пи в узлах податливости, (м). Энергия, затрачиваемая на разрыв стенок про- филя в стенках крепи, имеет форму сдвига по пло- скостям СС1 и ДД1 (рис. 5, б), но она состав- ляет менее одного процента в суммарной энер- гии деформаций выработки как следствиe сейсми- ческого влияния, поэтому может не приниматься в практических расчетах, хотя ее нахождение не представляет сложности при известных механиче- ских параметрах крепи (предел прочности стали на срез, модуль упругости и коэффициент Пуассо- на стали). 22 А.А. Вовк, А.А. Кузьменко, О.А. Вовк ISSN 1561 -9087 Прикладна гiдромеханiка. 2006. Том 8, N 2. С. 18 – 25 Рис. 5. Схема динамического воздействия горного удара на подземную выработку, пройденную по углю: а – сечение выработки; б – сечение арочной податливой крепи СВП; а1 – ширина выработки; h1 – средняя высота поднятия почвы пласта с положения АВ до положения А1В1; СС1, ДД 1 – плоскости сдвига профиля СВП в стойке арочной крепи В работе [5] упоминается также о затратах энер- гии на перемещение конвейера, однако они незна- чительны (сотые доли процента) и могут не учи- тываться. Таким образом, основная сейсмическая энергия горного удара реализуется в виде деформаций ра- зрушения и поднятия угля в почве выработки Э1 и преодоления сопротивления в узлах податливой крепи Э2. В качестве примера на рис. 6 приведем резуль- таты анализа последствий горных ударов на одной из шахт Шурабского месторождения (Россия) на глубине 810 м, исходя из вышеизложенной энерге- тической концепции. Суммарная энергия, затра- чиваемая на все виды деформаций, изменялась от 1 · 105 до 1 · 107 Дж (рис. 6, a) и реализовыва- лась на участках выработки протяженностью от 5 до 100 м. При этом высота поднятия подошвен- ной части выработки изменялась от 0.1 до 0.75 м, проседание элементов крепи в замках составляло 0.05− 0.3 м. Как видно из рис. 6, a, динамические явления в выработках шахты могут быть разбиты на три группы, различающиеся по интенсивности прояв- ления по общим затратам энергии на отдельное со- бытие, и на две группы, различающиеся по интен- сивности проявления по удельным энергетическим затратам на 1 пог. м выработки (рис. 6, б). Из по- следних показателей можно получить плотность сейсмической энергии Эs на любом расстоянии r от очага: Эs = 0.625ρVp · U 2 max · T, (Дж/м2). (4) Учитывая эффект отражения на контуре выра- ботки (K =2) и исходя из допущения о том, что на границе очага значение Umax не может превышать Uкр. , при котором заканчиваются необратимые де- формации (разрушения), а необратимые дефор- мации (разрушения) выработки возможны также лишь при наличии удельной критической энергии, можно предположить, что опасными энергетиче- скими уровнями на контуре выработки будут те, которые составляют не менее половины началь- ных (на границе очага) значений. Таким образом, если принимать крайние значе- ния параметров горных ударов на контурах выра- боток в соответствии с рис. 6, будем иметь: при уровне энергии 105 Дж, принимая длину участ- ка 5 м, удельную энергию для этого случая по- лучим равной 2 · 104 Дж/пог.м, а при энергии 107 Дж и длине деформированного участка 100 м – 1 · 105 Дж/пог. м, т.е. в 5 раз больше. Таким образом можно установить энергетиче- ский баланс между энергией сейсмической волны и прочностными характеристиками крепи выра- ботки при взаимодействии сейсмической волны (выражаемой через плотность энергии в Дж/м2) с выработкой и, решая обратную задачу (зная уро- вень энергии, затраченной на деформацию и рас- стояние от очага), можно по формуле, согласно [2], определить плотность сейсмической энергии на границе очага, приняв текущее значение Эs, рав- А.А. Вовк, А.А. Кузьменко, О.А. Вовк 23 ISSN 1561 -9087 Прикладна гiдромеханiка. 2006. Том 8, N 2. С. 18 – 25 Рис. 6. Статистическая диаграмма динамических явлений в подготовительных выработках на шахте N3 Шурабского месторождения (Россия) по энергетическому показателю (N – количество горных ударов рассматриваемой интенсивности): а – данные по общей энергии; б – данные по удельной энергии, Дж/пог. м ное плотности энергии на контуре выработки, т. е. Эоч. = Эr s · r3.2 1.75 · 106 . Затем, приняв определенный процент сейсмиче- ской энергии от полной энергии горного удара, можно найти значение последней, а, зная удель- ную энергию разрушения, – вычислить объем оча- га горного удара и его радиус. В заключение рассмотрим возможность анали- за последствий горного удара, исходя из силовой концепции, использовав подходы, принятые в про- мышленной сейсмике. Начальное напряжение на фронте сейсмической волны на границе очага горного удара логично принять равным временному сопротивлению по- роды на сжатие σсж. или рассчитать его по следу- ющей формуле [6]: σн = 0.64f2ρ Vs Vp . (5) При рассмотрении деформации закрепленных горных выработок по аналогии с методическими подходами при энергетической концепции будем считать, что разрушение угля в почве будет иметь место, если текущее напряжение на фронте волны σr больше или равно временному сопротивлению угля на растяжение, a кинетическая энергия дви- жения разрушенного угля будет сопоставима с не- сущей способностью крепи в податливом режиме (Q2) согласно формуле (3). Дальнейший ход решений зависит от того, каки- ми исходными данными мы располагаем (параме- тры породы, энергия очага или энергия на контуре выработки, расстояние от очага), т. е. какие пока- затели нам известны, а какие следует определять. При этом во всех рассмотренных нами вариантах фронт сейсмической волны у выработки мы при- нимаем плоским (квазиплоским), в то время как на границе очага он может быть либо сфериче- ским, либо цилиндрическим. ЗАКЛЮЧЕНИЕ 1. При исследовании параметров сейсмических волн, вызванных горными ударами, принципиаль- но возможно использовать закономерности дви- жения сейсмовзрывных волн, приведя геометриче- ские параметры очагов горных ударов к одной из канонических форм (плоскость, цилиндр, сфера). 2. Главным отличием при этом является методи- ка определения начальных и энергетических пара- метров сейсмической волны на границе очага воз- буждения (радиуса излучателя), т.е. радиуса ра- 24 А.А. Вовк, А.А. Кузьменко, О.А. Вовк ISSN 1561 -9087 Прикладна гiдромеханiка. 2006. Том 8, N 2. С. 18 – 25 зрушения при возбуждении сейсмовзрывных волн и радиуса очага при горном ударе. 3. Удельная потенциальная энергия очага гор- ного удара может быть определена по методике [1]. Зная закон изменения плотности сейсмической энергии с расстоянием (4) от максимума на грани- це очага до точки наблюдения, можно получить значение максимальной массовой скорости на кон- туре выработки и сравнить еe с допустимыми при сейсмовзрывных нагрузках для различных выра- боток согласно табл. 1. 4. Оценка последствий горного удара может быть произведена, исходя из силовой концепции, приняв начальное напряжение на фронте волны по формуле (5). Зная закон падения напряжения с расстоянием, можно определить его значение на контуре выработки и сопоставить с допустимым для конкретных условий. 1. Chudek M. Geomechanika.– Glivice: Wyd Politechni- ki Slaskiej, 2002.– 637 p. 2. Chudek M., Wowk O. A., Kuzmenko A. A. O propagacji energii sejsmicnej przy procesach dynami- cznych // Zeszyty naukowe politechniki Slaskiej.– 2004.– Seria: Gorrnictwo, 2258.– P. 59–69. 3. Мосинец В. Н., Богацкий В. Ф Основные научно– технические проблемы сейсмики ближней зоны // Взрывное дело 85/42. “Сейсмика промышленных взрывов”.– М.: Недра, 1983.– С. 89–101. 4. Штейнбах Н. А., Волчанская В. А Оценка дей- ствия направленных взрывов на сохранность скального массива и сооружений // Взрывное де- ло 85/42. “Сейсмика промышленных взрывов”.– М.: Недра, 1983.– С. 238–242. 5. Макаров Ю. П К оценке интенсивности проявле- ния горных ударов в подготовительных вырабо- тках // ФТПРПИ.– 1983.– N 3.– С. 97–98. 6. Вовк О. А. Взрывные методы создания сейсмоза- щитных экранов // Вiсник Нацiонального технi- чного унiверситету України “Київський полiтехнi- чний iнститут”: серiя “Гiрництво”: Збiрник науко- вих праць.-К. НТУУ “КПI”, ЗАТ “Техновибух”.– 2002.– 7.– С. 99–107. А.А. Вовк, А.А. Кузьменко, О.А. Вовк 25
id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-4753
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
issn	1561-9087
language	Russian
last_indexed	2025-12-07T16:47:08Z
publishDate	2006
publisher	Інститут гідромеханіки НАН України
record_format	dspace
spelling	Вовк, А.А. Кузьменко, А.А. Вовк, О.А. 2009-12-22T16:51:42Z 2009-12-22T16:51:42Z 2006 Параметры сейсмических волн при горных ударах / А.А. Вовк, А.А. Кузьменко, О.А. Вовк // Прикладна гідромеханіка. — 2006. — Т. 8, № 2. — С. 18-25. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. 1561-9087 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/4753 622.235.575.2 При подземной разработке месторождений на больших глубинах в результате изменений в напряженном состоянии пород, происходящих в результате выемки горной массы из подготовительных и очистных выработок и появления при этом мест концентрации упругой энергии, возникают очаги внезапного разрушения породы с излучением в окружающий массив сейсмических колебаний. В зависимости от выделяемой энергии (горные удары). В зависимости от выделяемой энергии сейсмические волны могут представлять для подземных выработок и поверхностных сооружений опасность повреждения или разрушения. В статье для оценки энергетических параметров горного удара принята гипотеза прочности по потенциальной энергии формоизменения, рассмотрены наиболее распространенные конструкции очагов горных ударов (сферические, цилиндрические) и приведены методы расчета параметров сейсмических колебаний. Розробка корисних копалин на значних глибинах, яка пов'язана з появою при цьому мiсць концентрацiї пружної енергiї, спричиняє утворенню вогнищ раптового руйнування породи з випромiнюванням у навколишнє середовище сейсмiчних коливань (гiрничi удари). В залежностi вiд кiлькостi випромiнюваної енергiї сейсмiчнi хвилi можуть являти собою загрозу руйнування чи пошкодження як пiдземних, так i надземних споруд. У статтi для оцiнки енергетичних параметрiв гiрничого удару запропонована гiпотеза мiцностi по потенцiальнiй енергiї деформацiї формоутворення, розглянутi найбiльш розповсюдженi конфiгурацiї вогнищ гiрничих ударiв (сферична, цилiндрична) та наведенi методи розрахунку параметрiв сейсмiчних коливань. While underground explosion the tense condition of the rock is changed as a result of the rock extraction and appearance of the places of the extensible energy. Taking into account abovementioned the places of unexpected destruction of the rock are appeared and the seismic waves are radiated into rock massive (it could me named as rock stroke). Such seismic waves could be unsafe for as underground so for ground constructions (damage and even destruction of the construction). A hypothesis of stability on potential energy of formchanging was propound. Commonly known configuration of the places of rock strokes (spherical and cylindrical) were considered; methods for the calculation of the seismic waves parameters were set. ru Інститут гідромеханіки НАН України Параметры сейсмических волн при горных ударах Parameters of seismic waves due to mountain shochs Article published earlier
spellingShingle	Параметры сейсмических волн при горных ударах Вовк, А.А. Кузьменко, А.А. Вовк, О.А.
title	Параметры сейсмических волн при горных ударах
title_alt	Parameters of seismic waves due to mountain shochs
title_full	Параметры сейсмических волн при горных ударах
title_fullStr	Параметры сейсмических волн при горных ударах
title_full_unstemmed	Параметры сейсмических волн при горных ударах
title_short	Параметры сейсмических волн при горных ударах
title_sort	параметры сейсмических волн при горных ударах
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/4753
work_keys_str_mv	AT vovkaa parametryseismičeskihvolnprigornyhudarah AT kuzʹmenkoaa parametryseismičeskihvolnprigornyhudarah AT vovkoa parametryseismičeskihvolnprigornyhudarah AT vovkaa parametersofseismicwavesduetomountainshochs AT kuzʹmenkoaa parametersofseismicwavesduetomountainshochs AT vovkoa parametersofseismicwavesduetomountainshochs

Параметры сейсмических волн при горных ударах

Institution

Ähnliche Einträge