Причины деформаций пород на контуре выработок под действием взрывных волн

Аннотация

Рассмотрено влияние взрывных волн на устойчивость пород в горных выработках. Анализируются результаты математического моделирования поля динамических напряжений, созданного в массиве взаимодействием волн с выработкой. Исследовано поле напряжений под влиянием коротких взрывных волн. Основу математической модели, разработанной В.В.Карпенко и Г.А.Колтоном, составляют уравнения динамического равновесия для идеально упругой среды, дополненные граничными и начальными условиями для соответствующих компонент тензора напряжений. Система пяти уравнений решалась численно методом С.К.Годунова. Исходные данные приняты по условиям разработки руд на руднике «Северный»: диаметр скважины 76 мм, тип ВВ - гранулит АС-8. Рассмотрен конкретный случай влияния взрыва на расстоянии 10 м от заряда до кровли штрека (F = 370). Параметры эпюры фазы сжатия прямой упругой волны опреде­лены по аналитическим зависимостям для взрыва цилиндрического заряда: амплитуда а 0 = 9,6 МПа, период f = 1,2 мс, скорость Ci = 4500 м/с. Показано, что со стороны падения прямой волны отражен­ная и дифрагированные волны создают в массиве обширную зону растягивающих радиальных на­пряжений с максимумом до 0,6 а 0 на расстоянии от контура (0,8-1)/?. В боковых относительно хода волны областях взрыв вызывает концентрацию тангенциальных сжимающих напряжений до 1,6 <т 0 . Дана оценка причин разрушения выработок энергией динамических явлений. Помимо динамических сжимающих и растягивающих напряжений, на устойчивость выработок влияют многократная повто­ряемость взрывов и импульсная нагрузка-разгрузка массива. Дана оценка критериев устойчивости по­род на контуре выработки при совместном действии статических и динамических напряжений.