Исследование фрактальных характеристик развития трещиноватости горных пород под действием поверхностно-активных веществ
Диссертация
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались: на Всероссийской конференции-конкурсе студентов выпускного курсаСПбГГИ (ТУ), г. Санкт-Петербург, 2005 г. (автором получен диплом второй степени) — на научно-технических конференциях «Теория и практика добычи, обработки и применения природного камня» — МГТУ, г. Магнитогорск, 2005, 2008 г.- на II Международной конференции… Читать ещё >
Содержание
- 1. АНАЛИЗ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ РАЗРУШЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД В УСЛОВИЯХ НАПРАВЛЕННОГО ИЗМЕНЕНИЯ ИХ СВОЙСТВ И СОСТОЯНИЯ ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫМИ ВЕЩЕСТВАМИ
- 1. 1. Критерии прочности и механизм разрушения горных пород
- 1. 2. Проектирование параметров буровзрывных работ
- 1. 3. Методы и средства изучения трещиноватости горных пород
- 1. 4. Направленное изменение свойств и состояния горных пород поверхностно-активными веществами
- 1. 5. Цель и задачи исследования
- 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ОБРАЗОВАНИЯ И РАЗВИТИЯ ТРЕЩИН В ГОРНЫХ ПОРОДАХ
- 2. 1. Методика исследований
- 2. 2. Изучение трещиноватости горных пород
- 2. 3. Исследование фрактальных характеристик единичной трещины
- 2. 4. Оценка характеристик распределения трещин
- 2. 5. Методическое и программное обеспечение фрактального анализа трещиноватости горных пород
- 2. 6. Математическое моделирование развития трещин в горных породах
- 2. 7. Имитационная модель трещинообразования в горных породах
- Выводы
- 3. ВЛИЯНИЕ ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ НА ХАРАКТЕРИСТИКИ РАЗРУШАЕМОСТИ ГОРНЫХ ПОРОД
- 3. 1. Активизация процессов трещинообразования
- 3. 2. Изучение прочностных характеристик горных пород
- 3. 3. Изучение деформационных характеристик горных пород
- 3. 4. Аналитическая оценка разрушаемости горных пород
- Выводы
- 4. ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ В ПРОЦЕССАХ РАЗРУШЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД
- 4. 1. Выбор эффективной поверхностно-активной среды
- 4. 2. Прогнозирование эффективности разрушения горных пород невзрывчатыми разрушающими составами (НРС)
- 4. 3. Вероятностный характер разрушения горных пород взрывом
- 4. 4. Оценка дробимости горных пород с учетом активируемых взрывом нарушений
- 4. 5. Прогнозирование качества дробления горных пород взрывом
- 4. 6. Элементы технологии использования ПАВ в процессах буровзрывных работ
- 4. 7. Использование результатов исследования
- Выводы
Список литературы
- Алексеев А. Д. Предельное состояние горных пород / А. Д. Алексеев, Н. В. Недодаев Киев: Наукова думка, 1982. — 200 с.
- Алексеев А. Д. Обработка выбросоопасных пластов водными растворами ПАВ / А. Д. Алексеев, Г. П. Стариков, М. Ф. Малюга, О. С. Аносов -Киев.: Тэх-ника, 1988.-86 с.
- Бабушкин В. Д. Методы изучения фильтрационных свойств неоднородных пород / В. Д. Бабушкин, И. И. Плотников, В. М. Чуйко М.: Недра, 1974.-208 с.
- Барон Л. И. Разрушаемость горных пород свободным ударом / Л. И. Барон, И. Е. Хмельковский — М.: Наука, 1971. 203 с.
- Барон Л. И. Трещиноватость горных пород при взрывной отбойке / Л. И. Барон, Г. П. Личели М.: Недра, 1966. -136 с.
- Баум Ф. А. Физика взрыва / Ф. А. Баум, Л. П. Орленко, К. Т. Станюкович и др. М.: Недра, 1974. — 704 с.
- Баум Ф. А. Физика взрыва / Ф. А. Баум, К. Т. Станюкович, Б. И. Шехтер М.: Физматгиз, 1959. — 800 с.
- Безматерных В. А. Регулирование гранулометрического состава при взрывном разрушении горных пород на карьерах: Дис.. канд. техн. наук: 05.15.03. Свердловск, 1982. — 157 с.
- Безматерных В. А. Разрушение пластинок горных пород ударом /
- В. А. Безматерных, В. Г. Симанов // Известия вузов. Горный журнал. 1981. -№ 11.-С. 82−87.
- Безматерных В. А. Симметрия и критерий дробимости осколков /
- В. А. Безматерных, В. Г. Симанов // Известия вузов. Горный журнал. 1978. -№ 12.-С. 40−45.
- Безматерных В. А. Процесс образования осколков при взрывном разрушении твердых горных пород / В. А. Безматерных, В. Г. Симанов, Н. Н. Ле-щуков // Известия вузов. Горный журнал. 1978. — № 4. — С.47−51.
- Белаенко Ф. А. Исследование полей напряжений и процесса образования трещин при взрыве колонковых зарядов в скальном массиве // Вопросы теории разрушения горных пород действием взрыва-М.: АН СССР, 1958. С. 126−140.
- Белаенко Ф. А. Исследование волн напряжений и процесса разрушения горных пород при взрыве / Ф. А. Белаенко, Ю. Т. Булия // Буровзрывные работы в горной промышленности М.: Госгортехнадзор, 1962. — С. 411−425.
- Берсенев Г. П. Управление качеством взрывного дробления горных пород на нерудных карьерах: Дис.. канд. техн. наук: 05.15.03. Свердловск, 1989.- 158 с.
- Богословский М. Г. Советская геология / М. Г. Богословский, П. В. Савицкая, С. Г. Соломина — 8, 99 — 1938.
- Бриллюэн Л. Наука и теория информации. — М.: Физматгиз, 1960. — 392 с.
- Бурчаков А. С. Предварительное увлажнение угольных и породных массивов / А. С. Бурчаков, Г. Е. Панов. — М.: Недра, 1965. — 73 с.
- Власов О. Е. Основы расчета дробления горных пород взрывом / О. Е. Власов, С. С. Смирнов. -М.: АН СССР, 1962. 104 с.
- Воронков Г. Я. Адсорбция ПАВ из растворов и снижение прочности угля / Г. Я. Воронков, Г. И. Марцинкевич, Н. Ю. Исаева // Способы и средствауправления состоянием массива: Науч. сообщ. ИГД им. А. А. Скочинского. — М.: 1987.-С. 24−28.
- Временное руководство по исследованию эффективности применения ПАВ при механическом разрушении горных пород. — М.: Изд. ИГД им. А. А. Скочинского, 1990.-32 с.
- Гальянов А. В. Применение вероятностных схем к задачам из практики горного дела / А. В. Гальянов, В. А. Гордеев. Екатеринбург: Изд. УГГУ, 2005.- 157 с.
- Глушко В. Т. Инженерно-геологические особенности железорудных месторождений / В. Т. Глушко, В. Г. Борисенко. М.: Недра, 1978. — 254 с.
- Горюнов Ю. В. Эффект Ребиндера / Ю. В. Горюнов, Н. В. Перцов, Б. Д. Сумм М.: Наука, 1966. — 128 с.
- Гринбаум И. И. Геофизические методы определения фильтрационных свойств горных пород. М.: Недра, 1965. — 188 с.
- Гудок Н. С. Изучение физических свойств пористых сред. М.: Недра, 1970.-205 с.
- Демидюк Г. П. Техника и технология взрывных работ на рудниках / Г. П. Демидюк, JL В. Дубнов, В. В. Стоянов и др. -М.: Недра, 1978. 238 с.
- Екобори Т. Физика и механика разрушения и прочность твердых тел: пер. с анг. М.: Металлургия, 1971. — 264 с.
- Ермолаев А. И. Обзор теории и практики короткозамедленного взрывания горных пород / А. И. Ермолаев, А. А. Лапшов // Известия вузов. Горный журнал. -2005.-№ 4.-С. 102−108.
- Жилин А. С. Прогнозирование характеристик дробления горных пород в условиях направленного изменения их свойств поверхностно-активными веществами: Дис.. канд. техн. наук: 25.00.20. Екатеринбург, 2006. — 138 с.
- Журков С. Н. Дилатонный механизм прочности твердых тел // Физика прочности и пластичности. М.: АН СССР, 1980. — С. 5−11.
- Журков С. Н. Кинетическая концепция прочности твердых тел // Вестник АН СССР. 1968. — Выпуск 3. — С. 46−52.
- Журков С. Н. О прогнозировании разрушения горных пород / С. Н. Журков, В. С. Куксенко, В. А. Петров, В. Н. Савельев, У. Султанов // Известия АН СССР. Физика Земли 1977. — № 6. — С. 11−18.
- Журков С. Н. Образование субмикроскопических трещин в полимерах под нагрузкой / С. Н. Журков, В. С. Куксенко, А. И. Слуцкер // ФТТ. 1969. -№ 11.-296 с.
- Зотеев О. В. Математическое моделирование неоднородных трещиноватых скальных массивов // Известия вузов. Горный журнал. Свердловск, 1986. — 14 с.
- Иванова Н. И. Изучение влияния водных фаз на развитие микротре-щиноватости механически напряженного кварцевого диорита // Физико-химическая механика и лиофильность дисперсных систем. — Киев: Наукова думка, 1980.
- Каркашадзе Г. Г. Механическое разрушение горных пород. М.: Изд-во МГГУ, 2004. — 222 с.
- Карташов Ю. М. Прочность и деформируемость горных пород / Ю. М. Карташов, Б. В. Матвеев, Г. В. Михеев и др. М.: Недра, 1979. — 269 с.
- Карякин В. А. Люминесцентная и цветная дефектоскопия / В. А. Ка-рякин, А. С. Боровиков М.: Машиностроение, 1972. — 239 с.
- Коваженков А. В. Исследование разрушения горных пород взрывом одиночных зарядов // Вопросы теории разрушения горных работ действием взрыва. -М.: АН СССР, 1958. С. 77−99.
- Корнилков С. В. Расчет параметров буровзрывных работ при сква-жинной отбойке на карьерах / С. В. Корнилков, Ю. В. Стенин, А. Д. Стариков. -Екатеринбург: Изд. УГГГА, 1997. 112 с.
- Кроновер Р. Фракталы и хаос в динамических системах: пер. с анг. — М.: Техносфера, 2006. 488 с.
- Круглицкий Н. Н. Диспергирование порошков синтетических алмазов с применением поверхностно-активных веществ / Н. Н. Круглицкий, Л. М. Мартынова // Физико-химическая механика и лиофильность дисперсных систем.-АН УССР, 1986.-Выпуск 18.-С. 19−27.
- Крылов С. С. Фракталы в геофизике / С. С. Крылов, Н. Ю. Бобров. — СПб: Изд-во университета, 2004. — 138 с.
- Крюков Г. М. Физика взрывного разрушения. -М.: Изд. МГИ, 1985. 96 с.
- Крюков Г. М. Физика разрушения горных пород при бурении и взрывании. М.: Изд-во «Горная книга», 2006. -Т.1. — 330 с.
- Кузнецов В. Д. Поверхностная энергия твердых тел. М.: ГИТЛ, 1954. — 220 с.
- Кузнецов В. М. Математические модели взрывного дела. Новосибирск: Наука, 1977. — 263 с.
- Кутузов Б. Н. Взрывные работы. М.: Недра, 1974. — 368 с.
- Кутузов Б. Н. Физика взрывного разрушения горных пород: Учеб. пособие для вузов. Раздел 1. / Б. Н. Кутузов, В. К. Рубцов. М.: Изд. МГИ, 1970. — 178 с.
- Латышев О. Г. Использование поверхностно-активных веществ в процессах горного производства // Известия Уральской государственной горногеологической академии. Сер. Горное дело. 2000. — Выпуск 11. — С. 153−159.
- Латышев О. Г. Интенсификация ползучести горных пород под действием поверхностно-активных веществ // Известия вузов. Горный журнал. -1997.-№ 7−8.-С. 1−5.
- Латышев О. Г. Использование поверхностно-активных сред для направленного изменения свойств пород в процессах горного производства: Дис.. д-ра техн. наук: 05.15.11. — Кемерово: КузГТУ, 1996. — 311 с.
- Латышев О. Г. Исследование и контроль увлажнения горных пород // Известия вузов. Горный журнал. -1996. № 12. — С. 3−8.
- Латышев О. Г. Направленное изменение свойств пород в процессах горного производства. Екатеринбург: Изд. УГГТА, 1994. — 92 с.
- Латышев О. Г. Оценка изменчивости физических свойств горных пород // Известия вузов. Горный журнал. 1979. — № 9. — С. 6−8.
- Латышев О. Г. Разрушение горных пород. — М.: Теплотехник, 2007. -672 с.
- Латышев О. Г. Управление свойствами и состоянием горных пород при строительстве и эксплуатации шахт // Известия вузов. Горный журнал. — 2008. -№ 1.- С. 116−120.
- Латышев О. Г. К обоснованию методики определения характеристик дробимости горных пород ударом и взрывом / О. Г. Латышев, А. С. Жилин, И. С. Осипов // Известия вузов. Горный журнал. 2005. — № 1. — С. 103−107.
- Латышев О. Г. Пути повышения качества дробления горных пород ударом и взрывом / О. Г. Латышев, А. С. Жилин, И. С. Осипов // Известия Уральского государственного горного университета. Серия: Горное дело. — 2005. Выпуск 21. — С. 69−72.
- Латышев О. Г. Выбор поверхностно-активной среды для управления свойствами пород в горной технологии / О. Г. Латышев, А. С. Жилин, И. С. Осипов, В. В. Сынбулатов // Известия вузов. Горный журнал. 2004. — № 6. — С. 117−121.
- Латышев О. Г. Влияние поверхностно-активных веществ на развитие трещиноватости нагруженных горных пород / О. Г. Латышев, Н. И. Иванова, С. С. Иванова, Н. В. Перцов // Известия вузов. Горный журнал. 1988. — № 12. — С. 4−8.
- Латышев О. Г. Влияние поверхностно-активных веществ на физические свойства горных пород / О. Г. Латышев, С. С. Иванова, Б. И. Суворов // Известия вузов. Горный журнал. 1985. — № 12. — С. 1−5.
- Латышев О. Г. Кинетика насыщения породного массива растворами поверхностно-активных веществ при бурении шпуров и скважин / О. Г. Латышев, В. В. Сынбулатов, И. С. Осипов // Известия вузов. Горный журнал. — 2008. -№ 3. С. 123−129.
- Латышев О. Г. Методика изучения фрактальных характеристик трещиноватости горных пород / О. Г. Латышев, В. В. Сынбулатов, И. С. Осипов //
- Теория и практика добычи, обработки и применения природного камня: Материалы науч.-техн. конф. г. Магнитогорск, 2005 МГТУ, 2008 — С. 217−227.
- Липатников В. Е. Физическая и коллоидная химия / В. Е. Липатников, К. М. Казаков. -М.: Высшая школа, 1981.-231 с.
- Люминесцентный анализ / Под ред. Константиновой-Шлезингер. -Физматлит, 1961. 400 с.
- Мальцев В. М. Разработка метода расчета разрушения солевых и скальных горных пород импульсом взрыва удлиненных цилиндрических зарядов: Дис.. канд. техн. наук: 05.15.11.— Пермь, 1997.— 120 с.
- Мандельброт Б. Фрактальная геометрия природы: пер. с нем. М.: Изд-во: ИКИ, 2002. — 656 с.
- Менжулин М. Г. Аналитический метод определения параметров грансо-става горной массы при взрывном разрушении горных пород / М. Г. Менжулин, Г. П. Парамонов, А. Н. Шишов // Взрывное дело. 1999. — № 92/49 — С. 88−94.
- Методические указания по выбору поверхностно-активных веществ и исследованию их влияния на ослабление горных пород применительно к работе проходческих комбайнов. — М., 1983. 11 с.
- Миндели Э. О. Разрушение горных пород. М.: Недра, 1975. — 600 с.
- Мор О. Чем обусловлен предел прочности и временное сопротивление материала//Новые идеи в технике. — Петроград: Образование, 1915. — № 1.-С. 1−50.
- Мосинец В. Н. Разрушение трещиноватых и нарушенных горных пород / В. Н. Мосинец, А. В. Абрамов М.: Недра, 1982. — 248 с.
- Мосинец В. Н. Энергетические и корреляционные связи процесса разрушения пород взрывом. Фрунзе: Изд. АН Кирг. ССР, 1963. — 233 с.
- Наказная Л. Г. Фильтрация жидкости и газа в трещиноватых коллекторах. М.: Недра, 1972. — 184 с.
- Оксанич И. Ф. Закономерности дробления горных пород взрывом и прогнозирование гранулометрического состава / И. Ф. Оксанич, П. С. Миронов -М.: Недра, 1982. 168 с.
- Осипов И. С. К методике оценки трещиноватости горной породы люминесцентным способом // Известия Уральской государственной горногеологической академии. Материалы Уральской горнопромышленной декады 313 апреля 2006 г. Екатеринбург, 2006. — С. 24−25.
- Осипов И. С. К оценке трещиноватости горных пород как критерия их дробимости / И. С. Осипов, А. С. Жилин, О. Г. Латышев // Известия вузов. Горный журнал. 2005. — № 4. — С. 96−101.
- Падуков В. А. Разрушение горных пород при ударе и взрыве / В. А. Па-дуков, В. А. Антоненко, Д. С. Подозерский. Л.: Наука, 1971. — 161 с.
- Панов Г. Е. Предварительное увлажнение массивов на угольных шахтах и карьерах. -М.: Недра, 1970. — 129 с.
- Перцов Н. В. Механизм действия поверхностно-активных веществ при разрушении материалов // Физико-химическая механика и лиофильность дисперсных систем. Киев: Наукова думка, 1986. — Выпуск 18. — С. 5−11.
- Покровский Г. И. Взрыв. -М.: Недра, 1967. 172 с.
- Покровский Г. И. Предпосылки теории дробления породы взрывом // Вопросы теории разрушения горных пород действием взрыва. М.: АН СССР, 1958.-С. 61−76.
- Покровский Г. Н. Действие удара и взрыва в деформируемых средах / Г. Н. Покровский, Н. С. Федоров. -М.: Стройиздат, 1957. 275 с.
- Половов Б. Д. Имитационная геомеханика // Геомеханика в горном деле 2000: Доклады международной конференции г. Екатеринбург 29 мая-2 июня 2000 г. — Екатеринбург: ИГД УрО РАН, 2000. — С. 78−85.
- Половов Б. Д. Имитационная геомеханика / Б. Д. Половов, М. Н. Волков // Известия Уральской государственной горно-геологической академии. -Екатеринбург, 2002. Выпуск 14. — С. 107−123.
- Пшеничная Е. Г., Першина Н. Г. Экспресс-метод оценки работоспособности НРС в лабораторных условиях // Теория и практика добычи, обработки и применения природного камня: Материалы науч.-техн. конф. г. Магнитогорск, 2008 МГТУ, 2008 — С. 106−113.
- Ребиндер П. А. Поверхностные явления, адсорбция и свойства адсорбционных слоев // Химия коллоидов. —Л.: Госхимтехиздат, 1932. С. 184−285.
- Ржевский В. В. Процессы открытых горных работ. М.: Недра, 1974. — 520 с.
- Ржевский В. В. Основы физики горных пород / В. В. Ржевский, Г. Я. Новик. М.: Недра, 1984. — 359 с.
- Родионов В. Н. К вопросу о повышении эффективности взрывов в твердой среде -М.: ИГД им. А. А. Скочинского, 1962. 30 с.
- Родионов В. Н. Механический эффект подземного взрыва / В. Н. Родионов, В. В. Адушкин, В. В. Костюченко и др. М.: Недра, 1971. — 224 с.
- Садовский М. А. Характерные размеры горной породы и иерархич-ные свойства сейсмичности / М. А. Садовский, Т. В. Голубева, В. Ф. Писаренко, М. Г. Шнирман // Известия АН СССР. Физика Земли. 1984. — № 2 — С. 3−15.
- Соболь И. М. Метод Монте-Карло. М.: Наука, 1978. — 64 с.
- Справочник по математическим методам в геологии. М.: Недра, 1987.-271 с.
- Суханов А. Ф. Разрушение горных пород взрывом. М.: Изд. МГИ, 1992. -С. 61−76.
- Суханов А. Ф. Разрушение горных пород / А. Ф. Суханов, Б. Н. Кутузов. -М.: Недра, 1967. 340 с.
- Физический энциклопедический словарь. — М.: Сов. энциклопедия, 1984.-944 с.
- Филиппов В. К. Направление распространения трещин, образующихся при разрушении крепких пород взрывом // Взрывное дело. — М.: Госгортехиздат, 1961.-№ 47/4-С. 172−177.
- Филиппов В. К. Разрушение крепких горных пород при различных способах взрывания / В. К. Филиппов, Д. X. Алиев. Алма-Ата, Наука Каз. ССР, 1975.-80 с.
- Финкель В. М. Физика разрушения: Рост трещин в твердых телах. -М.: Металлургия, 1970. 376 с.
- Ханукаев А. Н. О физической сущности процесса разрушения горных пород взрывом // Вопросы теории разрушения горных пород действием взрыва. М.: АН СССР, 1958. — С. 7−43.
- Ханукаев А. Н. Физические процессы при отбойке горных пород взрывом. -М.: Недра, 1974. 222 с.
- Ханукаев А. Н. Энергия волн напряжений при разрушении пород взрывом. -М.: Госгортехиздат, 1962. —200 с.
- Христолюбов В. Д. Невзрывные способы разрушения горных пород / В. Д. Христолюбов, JI. М. Скоробогатова. М.: МГИ, 1991. — 105 с.
- Чирков С. Е. Влияние масштабного фактора на прочность углей. — М.: Наука, 1969.-151 с.
- Шадрин М. А. Определение зоны водопроводящих трещин и проницаемости подработанной толщи пород / М. А. Шадрин, И. А. Платонова // Известия вузов. Горный журнал. — 2004. № 3. — С. 29−32.
- Шашенко А. Н. Механика горных пород / А. Н. Шашенко, В. П. Пус-товойтенко. Киев: «Новий друк», 2003. — 400 с.
- Шемякин Е. И. О разрушении горных пород в ближней зоне подземного взрыва / Е. И. Шемякин, А. Н. Кочанов // Взрывное дело. 1999. — № 92/49,
- Шуплецов Ю. П. Влияние структуры и деформационной неоднородности скального массива на его напряженное состояние / Ю. П. Шуплецов, О. В. Зотеев // Геомеханика в горном деле: Сб. науч. трудов. ИГД УрО РАН. -Екатеринбург, 1999.-С. 54−67.
- Щукин Е. Д. Новые исследования физико-химических явлений в процессах деформации и разрушения твердых тел // Успехи коллоидной химии. -М.: Наука, 1973.-С. 159−173.
- Griffith A. A. The theory of rupture. Proc. let. Int. Congr. Appl. Mech. -Delft, 1924,-P. 55−63.
- Orowan E. Fracture and strength of solids //Repts. Progn. Phis., 1948. 49. N12. P 185−232.-C. 7−19.