Логин:
Пароль:

Работа №2280
Название работы
Разработка научных основ, моделей и методов моделирования эволюции напряженно-деформированного состояния, поврежденности и условий формирования критических состояний горного массива с выработками при высокопроизводительной выемке угольных пластов с целью обеспечения более высокой геодинамической безопасности добычи угля
Автор работы
Макаров Павел Васильевич
Дата начала работы Дата окончания работы
2013-06-26 2013-11-02
Аннотация
Объект исследования – состояние горного массива и выработок, эволюция напряженно-деформированного состояния и поврежденности горного массива, включая критические состояния и возможные катастрофические явления, обусловленные высокопроизводительной выемкой угольных пластов . Цель работы – обеспечение геодинамической безопасности в условиях нестационарного неравновесного состояния кровли при высокопроизводительной выемке угольных пластов и негативных проявлений горного давления в зонах влияния целиков и краевых частей угольных пластов, в том числе удароопасных. Ожидаемые научные результаты – На основе идей, методов и подходов современной геомеханики и математической теории нелинейных динамических систем будут разработаны научные основы прогноза опасных динамических явлений в горных массивах с выработками, модели и методы моделирования неравновесных состояний массива горных пород вокруг выработок.
Тип НИР Источник финансирования Объем финансирования Вид работы
ФЦП 1004000 Министерство образования и науки Российской Федерации Фундаментальная
Промежуточный реферат №1
Разработаны научные основы прогноза опасных динамических явлений, базирующиеся на развитых авторами работы методах моделирования эволюции напряжённо-деформированного состояния горного массива, содержащего различные выработки и методах оценки критических состояний с позиций нелинейной динамики иерархических систем. Одним из главных новых результатов работы является методика численного моделирования особенностей формирования очагов разрушения и сверхбыстрых катастрофических этапов разрушения. Разработан и описан программный комплекс, реализующий развитые модельные представления и позволяющий описывать деформационный процесс в двумерной и пространственной постановках. Для модельных материалов горных пород экспериментально определены характерные времена предразрушения вплоть, которые послужили для верификации модели. На основе разработанного программного комплекса выполнены численные эксперименты по моделированию первой и последующих посадок кровли, в том числе в зависимости от глубины и скорости подвигания забоя. Выполнены расчёты эволюции напряжённо-деформированного состояния в целиках и краевых частях угольных пластов, включая процессы деградации их прочности и разрушения различных элементов горного массива. Показано, что заключительная закритическая стадия эволюции очага разрушения развивается в сверхбыстром режиме как катастрофа. Результаты работы могут быть применены как для оценки особенностей эволюции напряжённо-деформированного состояния различных горных массивов с выработками на конкретных предприятиях горнодобывающей промышленности, так и для оценки степени опасности элементов горного массива с выработками по различным негативным проявлениям горного давления. ОТЧЕТ О ПАТЕНТНЫХ ИССЛЕДОВАНИЯХ (Стр.201-341)
Инвентарный номер отчета (ИК): 02201363310 Дата регистрации ИК: 2013-11-22
Заключительный реферат
Разработаны научные основы прогноза опасных динамических явлений, основанные на развитых авторами методах моделирования эволюции напряжённо-деформированного состояния горного массива с выработками и методах оценки критических состояний с позиций нелинейной динамики иерархических систем. Предлагаемый подход является принципиально новым, так как особенности эволюции горного массива с выработками, включая катастрофические стадии эволюционного процесса, изучаются не на основе реальных, в математическом смысле строгих, моделях изучаемых объектов, которыми являются нелинейные уравнения в частных производных механики деформируемого твёрдого тела. Разработан проект технического задания на проведение прикладных НИР по теме: «Численное исследование состояния горного массива с выработками для удароопасного выемочного участка лавы с целью прогноза опасных динамических явлений. Определение эффективности мер по разгрузке пласта и целика бурением разгрузочных скважин». Результаты работы могут быть применены как для оценки особенностей эволюции напряжённо-деформированного состояния различных горных массивов с выработками на конкретных предприятиях горнодобывающей промышленности, так и для оценки степени опасности состояния элементов горного массива с выработками по различным негативным проявлениям горного давления. Работа имеет большое теоретическое значение, так как в ней заложены научные основы прогноза опасных динамических явлений. Практическое значение работы заключается в том, что развитые модели, методы и расчётные программы могут быть успешно применены для моделирования механического состояния конкретных элементов горных массивов с выработками на всех технологических этапах. Работа также полезна для разработки новых горных технологий.
Инвентарный номер отчета (ИК): 02201364005 Дата регистрации ИК: 2013-12-10
Заказчик
Министерство образования и науки Российской Федерации (ФГБНУ «Дирекция НТП»), ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы». Шифр лота 2013-1.5-14-515-0029; Шифр заявки 2013-1.5-14-515-0029-041; Госконтракт № 14.515.11.0084 от 26 июня 2013 года
ГРНТИ УДК Инвентарный номер Госшифр Госконтракт Договор
52.35.29 ( ГОРНОЕ ДЕЛО. Разработка месторождений угля и горючих сланцев. Разработка месторождений угля. )
86.40 ( ОХРАНА ТРУДА. Безопасность труда на производствах повышенной опасности. )
87.33.33 ( ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ. ЭКОЛОГИЯ ЧЕЛОВЕКА. Стихийные бедствия и катастрофы антропогенного происхождения. Экологическая безопасность. Катастрофы антропогенного происхождения в отдельных отраслях хозяйства. Предупреждение, ликвидация последствий, прогнозирование. )
622.33; 759240 2013-1.5-14-515-0029-041 14.515.11.0084
Ключевые слова
ГЕОДИНАМИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ, ГОРНЫЕ УДАРЫ, ДОБЫЧА УГЛЯ, НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ ПРОГНОЗА, МОДЕЛИРОВАНИЕ, ЭВОЛЮЦИЯ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ
Предполагаемый результат работы
Отчет
Организации соисполнители
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики прочности и материаловедения Сибирского отделения Российской академии наук (ИФПМ СО РАН), г. Томск
Государственный учет результатов НИОКР в БД РНТД Минобрнауки РФ
Получить полный доступ
Основание к регистрации темы (электронный вариант)
Только для служебного пользования
   
2007 © ОНТИ НУ ТГУ
E-mail: onti@sun.lib.tsu.ru
Тел: 52-76-99