Геомеханика, геофизика, геодинамика, гидромеханика

Прогнозирование тектонической нарушенности угольного пласта и устойчивости пород кровли в условиях Садкинского месторождения антрацитов
В сборнике статей описаны подходы к решению проблем прогнозирования основных геологических факторов, осложняющих ведение горных работ. В Восточном Донбассе тектоническая нарушенность и зоны неустойчивой кровли приводят к вывалообразованию в лавах и снижению скорости подвигания забоя. Обрушение непосредственной кровли в призабойном пространстве происходит при переходе лавами тектонического нарушения с амплитудами до 1—2 м вследствие интенсивной трещиноватости.
Для прогнозирования зон появления нарушений по площади шахтного поля на участке Садкинском Восточном № 1 (действующая шахта «Садкинская») предлагается методика выделения геологически однородных участков угольного месторождения на основе линейного дискриминантного анализа. В прогнозных нарушенных зонах устанавливаются количественные взаимосвязи между геологическими показателями угольных пластов и вмещающих пород с параметрами тектонических нарушений (амплитудой, протяженностью и элементами залегания).
На участке Садкинском Восточном № 2 (строящаяся шахта «Садкинская-Восточная») выделены типы непосредственной кровли по устойчивости с учетом установленных закономерностей распространения прочностных свойств горных пород по площади шахтного поля. Для моделирования использовано уравнение регрессии для оценки значений физико-механических свойств пород по данным геофизическим измерений. Представлена прогнозная карта устойчивости пород непосредственной кровли в зависимости от прочности пород на сжатие в геологоразведочных скважинах

Обеспечение эксплуатационного состояния участковых выработок при отработке выемочных участков с увеличенными размерами
Целью исследований являлось обоснование подходов и принципов обеспечения эксплуатационного состояния участковых подготовительных выработок угольных шахт с учетом влияния основных горно-геологических и горнотехнических факторов, определяющих их устойчивость. Научная новизна исследований заключается в обосновании причин разрушения и способов обеспечения эксплуатационного состояния участковых выработок. Рассмотрены последствия увеличения длин лав и длин выемочных столбов на угледобывающих шахтах России. Представлены результаты анализа условий поддержания выработок на шахтах АО «СУЭК-Кузбасс» и основных случаев нарушения эксплуатационного состояния выработок в зонах влияния очистных работ. Выполнена оценка влияния места расположения участковых выработок пласта Поленовский относительно целиков, сформированных при отработке запасов надрабатывающего пласта Болдыревский на шахте «им. С.М. Кирова», на смещения кровли. Представлены результаты исследований напряженно-деформированного состояния массива в окрестности участковой выработки в условиях неустойчивых пород кровли и почвы. Показана возможность обеспечения эксплуатационного состояния выработок в зонах влияния очистных работ при использовании разгружающих щелей. Представлен алгоритм выбора и обоснования способов управления состоянием массива в окрестностях участковых выработок для обеспечения их эксплуатационного состояния. Показана необходимость учета влияния надработки и подработки при выборе рациональной длины лавы и длины выемочного столба. Даны рекомендации по увязке пространственно-планировочных решений при отработке сближенных угольных пластов. 
Квантовая теория энергетических процессов в молекулярных структурах угольного пласта
Приведена система понятий квантовой теории и практических методов определения параметров электромагнитного излучения электронами в молекулярно-атомных структурах вещества. Цель книги – научить читателя понимать связь энергетических процессов между атомами и закономерности изменения физических свойств и молекулярной структуры вещества. Приведены электромагнитные параметры электрона и фотонов, примеры расчёта частоты и длины волны электромагнитных излучений. Приведена гипотеза электромагнитных процессов поглощения и излучения фотонов электронами. Приведены стадии и энергетические параметры отделения атомов от макромолекул. Доказано физическими расчётами, что физические методы квантовой теории необходимо применять при исследовании процессов метаморфизма органической части угольных пластов, а также в различных веществах окружающей геологической среды. Особое внимание уделено закономерностям образования метана в пласте и механизму внезапного выброса метана в горную выработку. 
Компьютерное моделирование геомеханических процессов для прогноза напряженно-деформированного состояния при проведении выработок через целик равный трем пролетам выработки
Ежегодно в мире осуществляется добыча и производство свыше одного млрд т товарного железорудного сырья, и половина от данного объема экспортируется на международный рынок. По данным геологической службы США за 2019 год лидирующие позиции в сфере экспорта железорудного сырья занимают Австралия, Китай и Индия. Россия занимает 5 позицию в рейтинге крупнейших стран по добыче железной руды. На сегодняшний день наша страна добывает свыше 300 млн т сырой железной руды и производит более 90 млн т товарной железной руды. Попытки укрепления на рынке добычи и производства железорудного сырья приводят к повышению интереса к месторождениям богатых железных руд (например Яковлевское месторождение). При наращивании мощностей на подобных объектах существует необходимость в создании прогноза напряженно-деформированного состояния рудного массива, с последующим прогнозом устойчивости выработок. Решения подобных геомеханических задач осуществляется с помощью инструментов компьютерного моделирования, например комплекс «Abaqus CAE». Несмотря на использование допущений, использование моделирования позволяет приблизится к реальным условиям. В статье подробно рассмотрены вопросы, использования программного комплекса Abaqus для математического моделирования; использования компьютерной модели для обоснования безопасности ведения горных работ. Проведено сравнение двух методов проведения выработок через целик равный 1-м и 2-м пролетам с методом проведения через целик равный трем пролетам выработки. 
Прогноз воздействия динамических проявлений горного давления на устойчивость породных обнажений
Прогноз устойчивости горной выработки и анализ возникающих геомеханических процессов в её окрестности при динамическом воздействии является актуальной задачей для условий перенапряженных, крепких, хрупких массивов горных пород. Необходимо установить закономерности развития геомеханических и геодинамических процессов, вызванных динамическим воздействием в приконтурной зоне, что позволит избежать потери устойчивости контура выработки. Итогом должна стать модель податливой анкерной крепи с учетом ее реальных механических характеристик и характеристик горного массива. В статье выполнен анализ подходов к математическому моделированию массивов и обоснование параметров численной модели ожидаемого развития напряженно-деформированного состояния с учетом геометрических параметров горной выработки, находящейся в зоне влияния динамического воздействия. Модель выполнена на основе уравнений Джонсона-Холмквиста и учитывает формирование зон интенсивной трещиноватости в окрестности рассматриваемой выработки, а также скорость и характер приложения нагрузки. При этом сейсмическое событие рассмотрено как точечный взрыв, возникающий в окрестности горной выработки. В ходе работы выявлена зависимость таких параметров, как характер проявления геодинамических и геомеханических процессов, смещение контура горной выработки и возможность выброса горной массы, от интенсивности динамического воздействия. 
Анализ классификаций геодинамических явлений, основанных на оценке баланса энергии
Проблема безопасной и эффективной подземной разработки угольных пластов остаётся актуальной для шахт России. Применение современного высокопроизводительного оборудования, а вместе с тем растущие объемы выработанного пространства с увеличением глубины и истощением запасов в благоприятных геологических условиях, обуславливают повышение частоты и интенсивности геодинамических процессов — горно-тектонических ударов и техногенных землетрясений. В связи с чем повышается актуальность прогноза и предотвращения таких явлений при ведении подземных горных работ. В данной работе предлагается классификация геодинамических осложнений с учётом динамики процессов в геомеханической системе вызванных как природными, так и техногенными факторами и, прежде всего, реализующихся в подземных горных выработках в процессе разработки угольных месторождений. Предлагаемая классификация, предусматривающая связь «вид энергии — технологический процесс — динамическое явление», позволяет ранжировать процессы по степени влияния в течение разработки угольных залежей со сложными горно-геологических условиями, что необходимо для своевременного прогноза динамических явлений и выработки технологических решений по их предотвращению. 
Идея и методология построения геоинформационной системы прогноза динамики состояния горного массива при подземной разработке угольных месторождений: ГИАБ (научно-технический журнал). — № 10 (специальный выпуск 35)
Поставлена задача обратить внимание специалистов на невозможность эффективно решить проблему безопасности ведения очистных и подготовительных горных работ без учета наличия газового потока в углепородном массиве, исходящего из зон дезинтеграции в нем, который может существенно повлиять на аэрогазовое состояние выработок и, как следствие, привести к опасному его состоянию в части повышенных значений метанообильности и концентрации CH4. Сформулированы задачи, решение которых возложено на геоинформационную систему угольных предприятий с подземным способом отработки месторождения, являющихся обязательными с точки зрения действующих в РФ нормативов и реализующих основной функционал – повышение уровня безопасности ведения подземных горных работ. Предложена структура разработанной с участием автора статей геоинформационной системы, названной ГИС МИКОН. Подробно рассматриваются основные каналы функционирования ГИС – аэрогазовый и сейсмический, обосновывается их применение с перечнем и способами решения возложенных на них задач. Названные каналы предполагают оценку безопасного состояния горных выработок с учетом взаимовлияния ближней и дальней зон горного массива и фактической и прогнозной метанообильности в местах ведения горных работ. Рассматривается методология формирования сейсмического канала на базе широко распространенной в настоящее время типичной структуры блоковых процессов осадочных бассейнов, к которым относится большинство отечественных «угольных регионов». Рассмотрена процедура сейсмических наблюдений применительно к очистным и тупиковым забоям. Делается обоснованный вывод о необходимости и целесообразности применения в геоинформационной системе двух режимов локации – активного и пассивного для получения данных о действительном состоянии горного массива. Объясняется их смысл и способ реализации. 
Взаимодействие массива горных пород и механизированной крепи с учетом непостоянства сопротивления отдельной секции в зависимости от расстояния до очистного забоя: ГИАБ (научно-технический журнал). — № 10 (специальный выпуск 34)
Анализ принципа работы механизированной крепи и схем её передвижки в очистном забое указывает на тот факт, что при формализации и идентификации технологических параметров с целью оценки надежности производственного процесса в стабильном режиме необходимо включать параметр, учитывающий физико-механические и прочностные свойства вмещающих пород с  целью минимизации проведения нерегламентированных работ при  передвижке секций механизированной крепи. Учет непостоянства сопротивления отдельной секции крепи позволяет определить закономерности изменения состояния массива вмещающих пород на различном расстоянии до груди забоя лавы, что в совокупности с установлением зависимостей затрат времени на выполнение штатных и нештатных операций очистного цикла обеспечит повышение производительности очистного забоя. 
Механика горных пород при разработке месторождений углеводородного сырья: Монография.
Представлены предмет, методы и основные задачи механики горных пород при разработке месторождений нефти и газа. Описаны модели механики горных пород, наиболее часто используемые для характеристики напряженно-деформированного состояния пород-коллекторов месторождений углеводородов. Значительное внимание уделено определению физико-механических свойств продуктивных объектов месторождений, расчетам параметров процесса сдвижения горных пород, устойчивости нефтяных и газовых скважин, созданию геолого-геомеханических моделей месторождений. Описаны аналитические и численные решения задач уплотнения коллекторов, соответствующего снижения фильтрационно-емкостных свойств и продуктивности скважин.
Книга предназначена для широкого круга инженерно-технических работников нефтяной и газовой промышленности, специалистов научно-исследовательских 
и проектных институтов, а также студенческой аудитории.

Численный анализ динамической реакции железобетонной опоры ЛЭП на действие сейсмовзрывных нагрузок. Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). — № 4 (специальный выпуск 5).
Определение уровня воздействия взрывных работ на устойчивость сооружений различных типов, находящихся на прилегающих к месторождениям территориях, является важной задачей для действующих горнодобывающих предприятий. В настоящее время разработка ряда месторождений полезных ископаемых осложнена наличием воздушных линий электропередачи, располагающихся в непосредственной близости от фронта добычных работ или являющихся объектом инфраструктуры электроснабжения карьера. Среди таких предприятий можно выделить Афанасьевское месторождение цементного сырья Московской области (ВЛ-110 кВ), Борщевское месторождение строительных материалов Калужской области (ВЛ-35 кВ), Олимпиадинское месторождение Красноярского края (ВЛ-6 кВ) и т.д. При динамическом воздействии от взрывных работ на такое сооружение может возникнуть опасность его раскачки свыше предельно допустимых амплитуд, вызывающих опрокидывание конструкции, а также после каждого цикла воздействия возникают остаточные отклонения, которые впоследствии могут привести к потере устойчивости. Целью выполненныхисследованийявлялось определениереакции опоры ЛЭП при действии сейсмовзрывных нагрузок. В результате была  разработана трехмерная численная модель, применение которой при проведении динамических расчетов позволило определитьзначения остаточных и максимальных отклонений опоры ВЛ-110,а также величины раскачки при действии сейсмических сил.Установлено, что основными параметрами сейсмовзрывных волн, влияющими на величину остаточного отклонения опоры и ее раскачку, являются амплитуда и количество ступеней замедления при суперпозиции волн.
Проблемы освоения георесурсов Российского Дальнего Востока и стран Азиатско-Тихоокеанского региона: Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). — № 12 (специальный выпуск 62).
Представлены результаты исследований перспективных направлений геомеханики в области повышения эффективности предупреждения катастрофических последствий разрушения горных пород и массивов при ведении горных работ на основе разработки надежных многоканальных методов обнаружения предвестников геодинамических явлений.
Рассмотрены перспективы международного сотрудничества Российской Федерации в области горной промышленности со странами Азиатско-Тихоокеанского региона. 
Предложены решения микробиологического обогащение минерального сырья для  редких и рассеянных элементов.
Представлены результаты исследований, направленные на разработку технологий  глубокой  переработки углей методом газификации с получением технологических газов для выработки электрической,  тепловой энергии и  химического синтеза
Кроме того, представлены результаты испытания гуминовых препаратов, полученных из бурого угля, торфа и органо-минеральных соединений.

Моделирование процесса стадиального ослабления с последующим разрушением кусков дробимого материала в высокочастотной конусной инерционной дробилке со свободно-поворотным ротором. ГИАБ (научно-технический журнал). — № 7 (специальный выпуск 36)

Рассматривается модель процесса разрушения породы в высокочастотных конусных инерционных дробилках со свободно-поворотным ротором. В модели учтены отличия анализируемой дробилки, в частности меньшая амплитуда и повышенная частота силовых воздействий на дробимый материал, избирательность и стадиальное ослабление с последующим разрушением дробимого материала с поверхности на глубину структурного слоя, а также межстадиальный вывод мелких фракций из зоны контактного взаимодействия. Приведены результаты экспериментального исследования разрушения образцов породы на прессе с ограниченным силовым воздействием.

Обоснование применения метода пенетрационного каротажа для исследования свойств и состояния глинистых пород оснований защитных сооружений в дельте реки Меконг. ГИАБ (научно-технический журнал). — № 2 (специальный выпуск 8)
Приведена геолого-географическая характеристика дельты реки Меконг (ДРМ) и показатели физико-механических свойств глинистых горных пород, слагающих естественные основания. Представлены результаты ис0236-1493следования минерального и химического состава глинистых отложений, а также определения их прочностных и деформационных показателей. Отмечена близость характеристик прочности и деформируемости глинистых отложений ДРМ и тонкодисперсных намывных грунтов КМА и Кузбасса. Рекомендуется применять комбинированные зонды МГГУ для определения свойств и состояния глинистых отложений ДРМ с целью последующей оценки устойчивости ограждающих дамб польдерных систем.
Контроль изменений напряженного состояния массивов горных пород на основе магнитоупругого эффекта и аномалий сейсмического режима. Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). — № 12 (специальный выпуск 36)
Представлены как экспериментальные, так и теоретические исследования изменений напряженного состояния массива горных пород, сопровождающих сильные землетрясения в районе Байкальской впадины и проявляющиеся в виде тектономагнитных аномалий магнитоупругой природы и аномалий выделения сейсмической энергии – сейсмических затиший и активизаций. Разработана геомеханическая 3D модель юго-западной части Байкальского региона, которая включает в себя магнито-упругую модель земной коры. Интерпретация с помощью этой модели регистрируемых магнитных аномалий существенно повысит информативность тектономагнитного мониторинга, выполняемого в этом районе. Выявлены региональные сейсмические затишья, предшествующие сильным байкальским землетрясениям. Эти аномалии дефицита выделения сейсмической энергии могут выступать в качестве сейсмопрогностических критериев. Показано, что изменения в магнитном поле, которые регистрируются на сети пунктов тектономагнитных наблюдений в Байкальском регионе, могут быть важными дополнительными сейсмопрогностическими критериями на более коротких временах (месяцы – дни).
Геомеханические и геотехнологические проблемы освоения недр Севера: Горный информационно-аналитический бюллетень. – № 11 (специальный выпуск 24)
Представлены результаты исследований в области повышения эффективности техники и технологии открытой и подземной добычи, обогащения и глубокой переработки минерального сырья. Рассмотрены актуальные вопросы механики материалов и конструкций, геофизики, геомеханики, рудничной аэрогазодинамики и горной теплофизики при разработке месторождений, в т.ч. области многолетней мерзлоты. Уделено внимание мировым и российским тенденциям развития производства и потребления минеральных ресурсов, а также экономическим и экологическим аспектам освоения месторождений твердых полезных ископаемых Северных и Северо-Восточных регионов России и т.д.
По материалам IV Всероссийской научно-практической конференции, посвященной памяти чл.-корр. РАН Новопашина М.Д. "Геомеханические и геотехнологические проблемы эффективного освоения месторождений твердых полезных ископаемых Северных и Северо-Восточных регионов России", 18-21 сентября 2017 г.
Промышленная безопасность предприятий минерально-сырьевого комплекса в XXI веке. Том 2: Горный информационно-аналитический бюллетень. – № 4 (специальный выпуск 5-2)
В сборник вошли материалы исследований по проблемам обеспечения промышленной безопасности и охраны труда на предприятиях минерально-сырьевого комплекса, в частности статьи, посвященные проветриванию шахт, рудников и подземных сооружений, обеспечению безопасности горных выработок по метановому и пылевому факторам, оценке рисков аварий на опасных производственных объектах, мониторингу геодинамических и сейсмических процессов, совершенствованию систем управления промышленной безопасностью и охраной труда, в том числе вопросам подготовки и повышения квалификации кадров, обеспечению промышленной и экологической безопасности предприятий горнодобывающей, металлургической и нефтегазовой отраслей.
Данный выпуск научных трудов подготовлен по материалам III международной научно-практической конференции «Промышленная безопасность предприятий минерально-сырьевого комплекса в XXI веке», состоявшейся 20-21 октября 2016 года в Санкт-Петербургском горном университете.
Для руководителей организаций и специалистов в области охраны труда и промышленной безопасности горнодобывающей, металлургической и нефтегазовой отраслей.

Исследование процесса послойного избирательного разрушения материалов в конусной вибрационной дробилке. Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). — № 12 (специальный выпуск 27)
Рассмотрен процесс дезинтеграции породы на принципах селективного и избирательного разрушения в высокочастотных конусных вибрационных дробилках со свободно-поворотным внутренним конусом. Процесс взаимодействия рабочих поверхностей конусов с дробимым материалом в горизонтальном сечении камеры дробления в i-ый момент времени представлен четырьмя зонами: активного силового воздействия, ослабления нагрузки, свободного смещения материалов и сближения конусов с ограничением перемещений дробимого материала. На основе известного способа определения предела прочности горных пород, предложен способ исследования послойного процесса разрушения кусков породы с поверхности при многократных и разносторонних силовых воздействиях.

Исследование оптимальных параметров расположения зубцов шарошечного долота в условиях забоя скважины
В работе рассматривается напряженное и деформированное состояния горных пород на забое скважины, представлены математическая модель вдавливания зубка на забое скважины, зависимости относительного усилия разрушения  горных  пород  при  вдавливании  зубка при различных  расстояниях от стенки скважины.
Распознавание предварительно деформированных и недеформированных образцов карналлита по параметрам акустической эмиссии при их растворении. Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). — № 7 (специальный выпуск 16)
Рассмотрены отличия сигналов активности акустической эмиссии (ААЭ), возникающей при деформировании и растворении ненарушенного и предварительно нарушенного образцов карналлита. С точки зрения установления механизмов разрушения соляных горных пород растворением, а также определения динамики дефектов структуры, интерес представляет сравнение особенностей сигналов АЭ, возникающей при растворении соли в ее исходном состоянии и после предварительного деформировании. Полученные закономерности могут быть полезны и при совершенствовании процессов разделения солей сложного состава при их обогащении. Показано, что при деформировании и растворении ненарушенного и предварительно нарушенного образцов карналлита выделяется стадийность этого процесса, при этом стадии растворения отличаются друг от друга выраженным изменением скорости нарастания и убывания ААЭ сразу после погружения образца в воду. Для обоих образцов K1 и K3 можно выделить несколько стадий, на каждой из которых скорость изменения ААЭ достаточно резко отличается от других. Если в эксперименте К1 наблюдается постепенное ААЭ увеличение практически от 0, то в эксперименте К3 наблюдается резкий всплеск до 500 имп./сек. и затем, снижение до уровня 150 имп./сек. Резкое увеличение связано с движением воды по капиллярам при заполнении порового пространства, что отсутствует при растворении ненарушенного образца в эксперименте К1.
Влагопроницаемость пористой среды при неполном водонасыщении. Отдельная статья: Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). — № 10 (специальный выпуск 30)
Получено аналитическое решение нелинейного уравнения влагопроницаемости в многофазной грунтовой среде. Показано влияние коэффициента влагопроницаемости на общий вид профиля влажности в грунтовой среде, скорость влагопроницаемости и скорость перемещения фронта смачивания. 
Тепло-влагоперенос в породах отвалов и их деформации
Приведены основные положения новых воззрений на устойчивость и деформируемость породных откосов отвалов на карьерах. С привлечением знаний и свойств физических тел из различных областей науки (климатология, геология месторождений полезных ископаемых, механики и физики горных пород) показаны особенности и закономерности изменения физико-механических свойств пород отвалов во времени в результате теплообменных процессов между слоями пород различных сезонов, перемещения защемленного воздуха и фильтрации воды. Устойчивость отвалов и их деформации могут зависеть от соотношения количества тепла (холода) в породах отвалов и интенсивности протекания теплообменных процессов в контактных зонах и увлажнения (водонасыщения) пород. Определены условия, при которых отвалы могут постепенно смещаться по склону или деформироваться по типу горных селей. Установлена пластическая составляющая деформаций, что позволяет рекомендовать к применению на карьерах самотранспортирующихся отвалов за контуры карьера с большим экономическим эффектом.
Для специалистов, занимающихся проблемами устойчивости отвалов на карьерах, а также для студентов горнотехнического профиля.
Совершенствование методов определения прочностных свойств пород и их деформируемости при применении в проектах новых технологических процессов на карьерах и поддержания устойчивости выработок

Приведены основные положения существующих методов определения прочностных свойств пород. Указаны на некоторые недостатки этих методик, приведены способы их устранения. Показано, что главные показатели и характеристики физико-механических свойств пород – это сцепление пород и угол внутреннего трения кроме других важных показателях свойств пород. Прослежено изменение сцепления, сопротивления сдвигу, предела прочности на растяжение от предела прочности на сжатие. Рекомендовано при построении паспорта прочности породы не только построение огибающей к кругам Мора, но и графика, иллюстрирующего изменение тангенциального сопротивления сдвигу (срезу) от нагрузок сжатия с соответствующими величинами сцепления и углов внутреннего трения. Приведены данные, показывающие изменение сцепления и углов внутреннего трения от слабых пород до крепких и весьма крепких.

Для широкого класса пород определены ползучие и деформационные свойства пород. На примерах показана возможность и необходимость использования прочностных и деформационных свойств пород для снижения затрат средств на возведение горнорудных сооружений и их эксплуатации и обеспечения устойчивости горных выработок. Методические рекомендации могут быть полезны горным инженерам и научным работникам, занимающимся вопросами механики горных пород и устойчивости горных выработок, а также работникам проектных институтов.

Геомеханика. Том 1. Основы геомеханики. Том 2. Геомеханические процессы

Том 1. Основы геомеханики.

В первом томе учебника изложены основы геомеханики: рассмотрены механические свойства горных пород и структурно-механические особенности породных массивов, приведены основные методы математического моделирования геомеханических процессов. При этом наиболее подробно описан внутренний механизм деформирования и разрушения горных пород и породных массивов, с единых методических позиций изложено построение геомеханических моделей, раскрывающих фундаментальные закономерности геомеханических процессов.

Для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению подготовки бакалавров и магистров «Горное дело» и по специальностям «Физические процессы горного или нефтегазового производств» и «Шахтное и подземное строительство» направления подготовки дипломированных специалистов «Горное дело».

 

Том 2. Геомеханические процессы.

Приведены методы исследования геомеханических процессов, включая современные численные методы конечных и граничных элементов, а также физическое моделирование и инструментальные методы в натурных условиях. Изложенные методы использованы для анализа геомеханических процессов вокруг капитальных горных выработок и подземных сооружений. Рассмотрены процессы взаимодействия массивов горных пород с подземными сооружениями. В заключительной части приведены наиболее характерные инженерные задачи геомеханики с численными расчетами.
Для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению подготовки бакалавров и магистров «Горное дело» и по специальностям «Физические процессы горного или нефтегазового производства» и «Шахтное и подземное строительство» направления подготовки дипломированных специалистов «Горное дело».

Лабораторный практикум по дисциплине «Геомеханика»
Приведены лабораторные работы по основным разделам дисциплины «Геомеханика». Для студентов вузов, обучающихся по направлению 650600 «Горное дело».
Горное дело и окружающая среда. Геодинамика недр

Приведены основы новой науки о взаимодействии природных и техногенных процессов — геодинамики недр. Рассмотрен метод геодинамического районирования как основной метод оценки геодинамического состояния массива горных пород, включающий в себя отдельные методики по выявлению блочной структуры, оценки взаимодействия ее элементов, оценки напряженного состояния выявленной блочной структуры. По результатам геодинамического районирования даются рекомендации по безопасному освоению недр и земной поверхности в различных отраслях техногенной деятельности.
Для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению подготовки «Горное дело» и по специальности «Инженерная защита окружающей среды» направления подготовки «Защита окружающей среды».

Волновые процессы
Учебно-методическое пособие состоит из восьми лабораторно-практических работ, содержание которых соответствует основным разделам курса «Волновые процессы в массиве».
Лабораторные работы посвящены изучению физических основ распространения упругих волн в горных породах и методам практического определения акустических и физико-механических характеристик твердых тел.
Описание каждой лабораторной работы включает в себя цель, краткие теоретические предпосылки, сведения об аппаратуре, используемой при выполнении работы, указания по порядку выполнения работы, содержанию и форме отчета.
Для студентов вузов, обучающихся по специальности «Физические процессы горного производства».
Физические процессы при разработке связных многолетнемерзлых пород
Приведены сведения о геологических и геохриологических особенностях многолетиемерзлых связных пород и их физических свойствах, о движении жидкости в водоводах, об истечении жидкости из насадок. Рассмотрены физическая сущность процесса добычи россыпного золота методом промывки, параметры движения пульпы и осаждения частиц золота в промывочных шлюзах. Описаны техника и технология добычи россыпного золота методом промывки. Рассмотрена физическая сущность гидроиглового оттаивания мерзлых пород, даны расчет режимов и параметров этого процесса, описание техники и технологии гидронглового оттаивания связных мерзлых пород. Изложен процесс промерзания связных пород, приведен расчет параметров промерзания н теплоизоляции пород с целью предотвращение их промерзания, дана технология теплоизоляционных мероприятий.
Для студентов специальности «Физические процессы горного производства». Может быть полезно горным инженерам.
Практическая механика горных пород
Приведены общие вопросы механики горных пород, позволяющие читателю получить знания, формирующие системное представление о механических закономерностях, протекающих в массивах при проведении горных выработок. Рассмотрены особенности горных пород и напряженного состояния массивов, закономерности проявления горного давления при проведении одиночных и очистных горных выработок, основные положения сдвижения горных пород при подземной и открытой разработке. Описаны методы изучения сдвижения и проявления горного давления, виды анкерного крепления, пучения горных пород.
Для горных инженеров, связанных с своей производственной и проектной деятельности с изучением геомеханических процессов. Может быть полезна студентам горных специальностей вузов.
Управление состоянием массива
Рассмотрены вопросы взаимодействия горного производства с окружающей средой. Основное внимание уделено состоянию рудных и породных массивов при техногенном воздействии горных работ и горных технологий природоохранного направления, Изложены теоретические и практические основы управления массивами. Приведенный материал базируется на большом научном и практическом опыте, что обусловило рациональный выбор методического изложения проблем.
Для студентов, магистров и аспирантов высших учебных заведений, обучающихся по направлению подготовки 650100 «Прикладная геология», по горно-геологической специальности.
Перемещение и складирование горной массы

Рассмотрены типы горной массы, ее состав, строение и свойства, способы изменения свойств и состояния под воздействием различных полей. Изложена физическая сущность процессов, протекающих в горной массе под действием сил гравитации, вибрации, давления потока жидкости и газа, сил поверхностного напряжения и др. Приведены сведения о физической сущности процессов перемещения горной массы различными видами транспорта и процессов, происходящих в ней при ее складировании.

Для студентов вузов, обучающихся по направлению «Горное дело», специальности «Физические процессы горного и нефтегазового производства».

Термодинамика
Учебник состоит из трех разделов. В первом приведены сведения об основных законах термодинамики, фазовых переходах, химической термодинамики, тепловых свойствах твердых тел и их изменении в зависимости от температуры. Во втором разделе (тепломассоперенос) приведены уравнения, описывающие потоки жидких и газовых теплоносителей, теплообмена и распространения тепла в твердых телах. Третий раздел посвящен термодинамическим процессам горного производства (тепло земных недр, теплообмен в горных выработка, промерзание и оттаивание связных пород при открытой разработке месторождений, замораживание пород при строительстве подземных сооружений, подземная выплавка серы, подземная газификация твердого топлива, термическое разрушение скальных и мерзлых связных пород, сушка горной массы).
Для студентов горных вузов и факультетов, обучающихся по направлению «Горное дело», а также аспирантов и специалистов в области термодинамических процессов горного производства.
Физико-технические основы ресурсосбережения при разрушении горных пород
Рассмотрены энергозатраты по процессам добычи и переработки руд, изложены стратегические и тактические задачи ресурсосбережения при разрушении горных пород. Приведены математические модели ресурсосберегающих способов разрушения горных пород на всех стадиях добычи и переработки руд: бурении, взрывной отбойки от массива, дроблении и измельчении.
Для специалистов горной отрасли. Может быть полезна для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности «Физические процессы горного или нефтегазового производства» при изучении дисциплины «Разрушение горных пород».
Разупрочнение горных пород под действием импульсных электромагнитных полей
Рассмотрены механизмы разупрочнения горных пород, содержащих минер алы-ферромагнетики, а также горных пород-диэлектриков, не обладающих магнитными свойствами, под действием импульсных электромагнитных полей.
Для специалистов горной отрасли. Может быть полезна студентам высших учебных заведений, обучающихся по специальности «Физические процессы горного и нефтегазового производства» направления подготовки дипломированных специалистов «Горное дело».
Ресурсосберегающие процессы разрушения горных пород на карьерах
Описаны теории прочности твердых тел и методы оценки степени их разупрочнения при воздействии динамических нагрузок. Рассмотрены способы водопонижения на рабочих уступах карьеров и разупрочнения межзерновых связей в руде при ее взрывной отбойке от массива, а также технология их реализации.
Для студентов горных специальностей, горных инженеров и аспирантов.
Термодинамические процессы
Изложена физическая сущность процессов теплопереноса в недрах земли, хрупкого разрушения скальных пород, термического расширения взрывных скважин, подземной выплавки серы и газификации твердого топлива, термического разрушения мерзлых связных пород, сушки горной массы, обжига окатышей и агломерата. Приведены сведения о теплообмене в горных выработках и замораживании пород при строительстве подземных сооружений и шахт. Даны методы расчета параметров термодинамических процессов горного производства.
С.А. Гончаров - д-р техн. наук, проф. кафедры «Физика горных пород и процессов» Московского государственного горного университета; 
К.И. Наумов - канд. техн. наук, проф. кафедры «Физика горных пород и процессов» Московского государственного горного университета.
Для студентов вузов, обучающихся по специальности «Физические процессы горного или нефтегазового производства» направления подготовки «Горное дело».
Электромагнитные процессы
Рассмотрены электрические и магнитные свойства горных пород, основные электрические и магнитные эффекты в горных породах и их использование для поиска полезных ископаемых, управления состоянием массива, взаимодействие внешних электромагнитных полей с горными породами. Описаны практические методы разрушения горных пород и управление их свойствами с использованием электромагнитных полей. 
Для студентов вузов, обучающихся по специальности «Физические процессы горного и нефтегазового производства» направления «Горное дело».
Руководство по практическим занятиям и самостоятельной работе по дициплине "Перемещение и складирование горной массы"

Кратко изложены теоретические сведения, необходимые для выполнения каждого практического занятия. Даны формулировки заданий для практических занятий и самостоятельной работы. Для выполнения расчетов при решении задач, вынесенных на практические занятия и для самостоятельной работы, рекомендуется воспользоваться пакетом прикладных компьютерных программ, разработанных на кафедре «Физики горных пород и процессов» специально для дисциплины «Перемещение и складирование горной массы».

Для студентов МГГУ, обучающихся по специальности «Физические процессы горного производства».

 

 

 

Разрушение горных пород: Научные школы Московского горного

Изложена краткая история развития исследований, выполненных в МГА - МГИ - МГГУ, в области разрушения горных пород, формирования деятельности научной школы, основанной на методологии физики горных пород и процессов - нового научного направления в системе горных наук. Показаны основные результаты работ, предложены главные направления развития исследований.

Для специалистов, занимающихся проблемами горного дела. Может быть полезна студентам и аспирантам горных вузов и факультетов.

Адгезионные процессы при перемещении горной массы

Рассмотрены актуальные для горной промышленности проблемы адгезии при транспортировании горной массы различной степени увлажнения. Уделено внимание теоретическим вопросам физики горных пород и даны практические рекомендации.

Для студентов вузов, обучающихся по направлению «Горное дело». Может быть полезно инженерам-проектировщикам и эксплуатационникам.

Теория и методы георадиолокации
Посвящено актуальному направлению, интенсивно развивающемуся в последние годы. Рассмотрены физические принципы и теоретические основы георадиолокации, принципы построения георадаров, а также методы, используемые при зондировании геотехнических объектов и интерпретации георадиолокационных измерений. Теоретические исследования проиллюстрированы многочисленными примерами использования георадаров для решения задач горного производства и подземного строительства.
Для студентов вузов, обучающихся по специальности «Физические процессы горного или нефтегазового производства» направления подготовки «Горное дело». Будет полезно студентам и аспирантам других специальностей, а также инженерно-техническому персоналу и научным работникам, деятельность которых связана с геофизикой и неразрушающим контролем.
Термические превращения молочно-белого кварца
Рассмотрены процессы термических структурных превращений молочно-белого кварца. На основании результатов экспериментальных исследований предлагается модель и механизм полиморфного превращения кварц → кристобалит, определяющим фактором которого являются газово-жидкие включения, выполняющие функцию своеобразных минерализаторов. Изложены основные принципы и перспективы технологии переработки молочно-белого кварца, основанные на термомодификации кварца в кристобалит.
В.А. Исаев — канд. техн. наук, доцент кафедры Физики горных пород и процессов Московского государственного горного университета.
Для научных и инженерно-технических работников, занятых в области подготовки и переработки кварцевого сырья. Может быть использована в качестве учебного пособия для студентов магистратуры специальности «Физические процессы горного производства».
Геомеханика подземной разработки руд
Рассмотрены геомеханические процессы, характерные для подземной разработки рудных месторождений. Впервые включены разделы по геомеханике воронок обрушения, комбинированной разработки, подработки водных объектов. Приведены примеры решения наиболее характерных геомеханических задач с использованием практически всех современных методов.
Для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению подготовки бакалавров и магистров «Горное дело» и по специальности «Подземная разработка месторождений полезных ископаемых» (специализация «Подземная разработка рудных месторождений») направления подготовки дипломированных специалистов «Горное дело».
Задачник по разрушению горных пород

Представлены постановка задач, основные теоретические положения, решения в виде аналитических зависимостей и примеры их компьютерной реализации на языке Mathcad. Рассмотрены задачи разрушения горных пород под действием механической нагрузки с использованием различных критериев прочности, а также задачи по статистической обработке результатов экспериментов и производственной информации в технологических процессах разрушения горных пород при взрывной отбойке. Представлены задачи и решения в процессах щелевой разгрузки призабойной зоны скважины, термического расширения скважин произвольной конфигурации, суперпозиции напряжений применительно к взрывной отбойке, дроблению на обогатительной фабрике и др. Задачи иллюстрируются примерами расчетов и могут быть самостоятельно реализованы на персональном компьютере с возможностью формирования пользователем собственной библиотеки прикладных задач, используемых в практической деятельности. Сформулированы задачи для самостоятельной работы, представляющие научный и практический интерес.
Для студентов вузов, обучающихся по специальности «Физические процессы горного или нефтегазового производства» направления подготовки «Горное дело».

Механическое разрушение горных пород
Рассмотрены особенности деформирования и разрушения горных пород. Приведены критерии прочности. Изложены основы механики рассеянных повреждений, линейной механики разрушения и механизма роста трещин. Описаны основные эффекты процессов разрушения. Даны решения прикладных задач разрушения горных пород с применением критериев прочности, описания лабораторных работ по определению прочностных свойств пород.
Для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности «Физические процессы горного или нефтегазового производства» направления подготовки дипломированных специалистов «Горное дело». Может быть полезна аспирантам и преподавателям горных вузов и факультетов.
Современная геодинамика и вариации физических свойств горных пород
Обосновано существование нового класса современных геодинамических процессов в зонах разломов — параметрически индуцированных суперинтенсивных деформаций (СД) земной поверхности. Показано, что наличие СД-процессов в платформенных, асейсмичных регионах диктует необходимость перехода от понятия «активный разлом» к понятию «опасный разлом» и радикальной коррекции нормативов, регламентирующих эколого-промышленную безопасность. Впервые проведено лабораторное моделирование деформационных процессов в условиях искусственно созданного «геодинамического полигона» на образцах горных пород. Получена уникальная информация о динамике физических свойств горных пород в условиях длительно действующих (порядка 1 года) квазистатических нагрузок. Осуществлены эксперименты, имитирующие процесс разработки месторождений нефти или газа. Разработанные подходы могут быть использованы при оценке геодинамнческого риска особо ответственных объектов. Для специалистов в области геофизики, геологии, маркшейдерии, геодезии, экологии, оценки промышленного и страхового риска. Может служить учебным пособием для студентов вузов по соответствующим специальностям
Акустоэмиссионный эффект памяти в горных породах
Дан анализ мирового опыта изучения эффектов памяти в горных породах. Основное внимание уделено результатам проведенных в последние годы исследований акустоэмиссионного эффекта памяти. Описана его трехмерная теоретическая модель, на основе которой установлены закономерности формирования и проявления памяти при трехосном нагружении образцов и воздействии помеховых факторов различной физической природы. С привлечением метода разрыва смещений изучены особенности эффекта на базе модели, учитывающей взаимодействие трещин и неоднородное дискретное строение геоматериалов. Представлены результаты экспериментальных исследований акустоэмисснонного эффекта памяти в пластичных и хрупких породах с использованием различных схем и режимов нагружения. Рассмотрены методические вопросы практического использования эффектов памяти для решения задач геоконтроля.
Для научных и инженерно-технических работников, специализирующихся в области геомеханики и геофизики, может быть полезна студентам вузов и аспирантам.
Практическая геомеханика
Обычно книги по геомеханике содержат большое количество математических выражений, формул, уравнений. Это необходимо для того, чтобы проникнуть в суть природных явлений, с которыми сталкиваются шахтеры. Но зачастую формул оказывается так много, что из-за них от горняков ускользает смысл процессов. Поэтому появился большой разрыв между современными достижениями геомеханики и уровнем понимания природы горного давления инженерами, которые руководят горными работами. Данное пособие основано на практическом опыте работы рудников, в первую очередь корпорации «Ка-захмыс». Оно предназначено для того, чтобы сократить разрыв между теорией и практикой, поэтому в нем почти нет формул. Суть геомеханических процессов и явлений при подземной добыче руды объясняется доступными словами, простыми схемами, наглядными иллюстрациями, типичными примерами из практики. Автор надеется, что из понимания природы геомеханических явлений и процессов появится умение управлять горным давлением.
Пособие предназначено для горных инженеров подземных рудников, будет полезно студентам горных вузов.
Самонапряженное состояние горных пород

Приведены результаты исследований закономерностей возникновения и развития самонапряженного состояния в условиях разгрузки в массиве горных пород и конструкциях подземных сооружений.

Обобщены и проанализированы современные представления о начальном напряженном состоянии горной породы и его изменении после снятия природных давлений. Рассмотрены различные схемы образования неоднородного напряженного состояния в горных породах как причины появления самонапряженного состояния в цикле разгрузки.

Изложен подход для анализа напряженно-деформированного состояния осадочной (обломочной) горной породы с эпигенетической цементацией, объясняющий возникновение самонапряженного состояния при разгрузке, с учетом истории формирования ее н.д.с. Значительная часть книги посвящена исследованию напряженно-деформированного состояния горной породы в цикле разгрузки на основе механических моделей.

Для широкого круга специалистов, занимающихся исследованием вопросов геомеханики, проектированием и строительством подземных сооружений. Может представлять интерес для преподавателей и студентов технических вузов специальностей геомеханика, разрушение горных пород, рудничная аэрогавддинамика и горная тешюфизика. геотехнология (подземная, открытая и строительная).

Геодинамика недр
Изложены научные основы геодинамики недр и методы геодинамического районирования применительно к разработке твердых, жидких и газообразных полезных ископаемых. Рассмотрены перспективы развития этой новой науки о Земле для решения задач повышения геодинамической безопасности и эффективности освоения недр и земной поверхности. Во втором издании (1-е изд. - 1996) отражена методика геодинамического районирования океанического дна, уточнена природа горизонтальных сил в земной коре с использованием теории литосферных плит, сформулированы перспективы решения задач геодинамики недр.
Для научных, инженерно-технических работников горнодобывающей промышленности. Может быть полезна студентам горных вузов и факультетов.
Разрушение горных пород

Рассмотрена механика разрушения горных пород на основе современных теории развития трещин в твердых телах. Описаны закономерности образования и выделения работы источником трещин, определены условия, при которых достигается максимальная эффективность разрушения горных пород. Показано, что все способы разрушения горных пород имеют общую природу, что дает возможность рассчитывать оптимальные режимы разрушения породы различными способами по одной методике, с использованием закона сохранения энергии. Исследуются практически все известные способы разрушения: механические (резцом, шарошкой, ударом, струей воды, взрывом взрывчатых веществ, расширяющими средствами), термические (поверхностное, объемное и расплавлением), электроразрядное и комбинированные, включающие различные способы из вышеупомянутых, применительно к отбойке кусков породы от массива. Уделено внимание разрушению кусков породы при их дроблении и измельчении.

Для студентов высших учебных заведений, обучающихся по спецмальности "Физические процессы горного производства" направления подготовки "Горное дело".

    1  2  » 
Ваша корзина
Ваша корзина пуста
Книжные новинки
НОВОСТИ