Тема доклада Определение прочностных и деформационных показателей горных пород 89 Юговосточной панели шахтного поля Березниковского калийного производственного рудоуправления, Верхнекамского месторождения калийных солей

• Название: Тема доклада Определение прочностных и деформационных показателей горных пород 89 Юговосточной панели шахтного поля Березниковского калийного производственного рудоуправления, Верхнекамского месторождения калийных солей
• Дата: 04.06.2022
• Размер: 26.32 Kb.
• Имя файла: konferentsia.docx
• Тип: Доклад; #569355

1 слайд. Тема доклада: Определение прочностных и деформационных показателей горных пород 8-9 Юго-восточной панели шахтного поля Березниковского калийного производственного рудоуправления, Верхнекамского месторождения калийных солей
2 слайд. Актуальность исследования:
Основной задачей безопасной разработки полезных ископаемых в условиях Верхнекамского месторождения калийных солей (ВКМКС) является исключение условий образования водопроводящих трещин водозащитной толщи (ВЗТ), которая разделяет продуктивные пласты от вышележащих водоносных горизонтов. С целью минимизации деформаций ВЗТ, появляющихся вследствие оседаний поддерживающих целиков, на ВКМКС применяется камерная система разработки, параметры которой (ширина очистных камер и целиков) выбираются исходя из прочностных и деформационных показателей горных пород,которые определяются в лабораторных условиях.
3 слайд. Цель проведения исследования:

Определение прочностных и деформационных показателей горных пород 8-9 юго-восточной панели (ЮВП) шахтного поля БКПРУ-4 при одноосном сжатии, которые полученны по результатам экспериментальных исследованиий образцов горных пород скважины №703а.

4 слайд. Задачи исследования:

• 
  Изучить методику исследования механических свойств соляных пород на электромеханическом прессе Zwick Z/250;
  
• 
  Изучить методику обработки диаграмм деформирования с целью определения механических показателей соляных пород;
  
• 
  Провести экспериментальные исследования образцов горных пород скважины №703а;
  
• 
  Определить физико-механические показатели и произвести анализа полученных результатов.
  

5 слайд. Методика исследования физико-механических свойств соляных пород
Определение прочностных и деформационных показателей горных пород проводилось на образцах цилиндрической формы в соответствии с действующими ГОСТами. ,

рис. 1. Исследуемые породы включали:

• 
  каменную соль;
  
• 
  каменную соль замещения;
  
• 
  сильвинит красный, полосчатый и пестрый
  

6 слайд. (Методика исследования физико-механических свойств соляных пород)
Эксперименты выполнялись по схеме одноосного сжатия с помощью электромеханического пресса Zwick/Z250 (рис.2)

Последовательность испытания на прессе:

1. 
   Измерение размеров образца;
   
2. 
   Настройка параметров испытаний;
   
3. 
   Установка образца между нагрузочными плитами пресса и его центровка;
   
4. 
   Преднагрузка образца до 200 Ньютонов, предназначенную для выбора люфтовых смещений пресса;
   
5. 
   Непосредственное испытание, при котором происходило сжатие образца с постоянной скоростью деформирования 1 мм/мин.
   
6. 
   Перемещение нажимных плит в исходное положение.
   

7 слайд. Методика исследования физико-механических свойств соляных пород

Регистрация измеряемых параметров и непрерывная запись диаграммы «нагрузка - продольная деформация» в процессе нагружения образцов проходила при помощи компьютерной системы «TestXpertv.9.0» в реальном масштабе времени.

8 слайд. Методика исследования физико-механических свойств соляных пород

Прочностные и деформационные показатели включают: предел прочности на сжатие (σ_сж), разрушающая деформация (ε_пр), секущий модуль деформации (D_пр), касательный модуль деформации (D_у), модуль упругости (E), модуль спада (М_с), допредельная энергоемкость деформирования (W_п), запредельная энергоемкость разрушения (W_с).

Схема определения механических показателей приведена на рис. 4.

Предел прочности для каждого образца рассчитывается по формуле:

*10, Мпа

где Р_пр – разрушающая нагрузка, кН; S – площадь поперечного сечения образца, см².

Разрушающая деформация ( _пр), соответствующая напряжению на пределе прочности (σ_пр) определяется по диаграмме деформирования, зависит от величины ∆h – абсолютной продольной деформации и h – высоты образца, мм.



Модуль_деформации_(секущий)'>Модуль деформации (секущий) определяется по отношению напряжений на пределе прочности к соответствующим им деформациям. , ГПа

Модуль деформации (касательный) определяется по линейной части нагрузочной ветви диаграммы нагружения образца равен отношению разности напряжений к разности относительных продольных деформаций, соответствующих начальной и конечной точкам линейного участка кривой деформирования , ГПа

Модуль упругости (разгрузочный) определяется по линейной части разгрузочной ветви диаграммы деформирования, равен отношению разности напряжений к разности относительных продольных деформаций соответствующих напряжениям данным напряжениям

, Гпа

Модуль спада определяется по линейному участку ниспадающей (запредельной) ветви диаграммы деформирования, равен отношению разности напряжений начальной и конечной точек линейного участка запредельной ветви диаграммы, к разности продольных деформаций, соответствующих данным напряжениям

, Гпа

Удельная энергоемкость разрушения определяется по площади под полной диаграммой деформирования, где σ1, ε1 – напряжения и деформации, действующие по оси приложения нагрузки.

9 слайд

При помощи программного пакета «Обработка» были получены числовые значения искомых показателей соляных пород. График с полученными расчетными величинами, представлен на рис.5.
10 слайд. Результаты лабораторных испытаний
Результаты лабораторных испытаний образцов из скважины № 703а представлены в таблице 1.

11 слайд. Анализ результатов на одноосное сжатие образцов скважины № 703а позволил установить:

• 
  Прочность на сжатие изменяется от 14 МПа до 24 МПа. Максимальная прочность принадлежит сильвиниту красному пласта КрII (сл. 5). Минимальное значение – сильвиниту пестрому пласт В (сл. 4).
  
• 
  Разрушающая деформация образцов изменяется в интервале от 0,8% и до 8,4%. Наиболее деформируемым является сильвинит красный пласта КрI. Наименее деформируемой является каменная соль междупластья КрIIIб-в.
  
• 
  Модуль деформации касательной пород изменяется в интервале от 0,6 ГПа и до 1,3 Гпа( гигапаскаль). Наибольшую жесткость имеет каменная соль междупластий КрII-КрIIIа. Минимальная жесткость присуща сильвиниту красному пласта КрI.
  
• 
  Модуль упругости образцов изменяется в интервале от 2,9 ГПа и до 5,8 ГПа. Наиболее высокомодульной является каменная соль междупластья КрI-КрII. Минимальное значение модуля упругости принадлежит сильвиниту красному пласта КрI.
  
• 
  Модуль спада образцов изменяется в интервале от 0,2 ГПа и до 0,9 ГПа. Наиболее хрупким является сильвинит пестрый пласта В (сл. 2). Наиболее пластичными являются: каменная соль междупластий КрIIIб-в, А'-КрI, КрI-КрII, сильвинит красный (слой КрIIIа), сильвинит красный (пласт КрII, сл. 1, 3), сильвинит полосчатый пласта А.
  

Результаты проведенных исследований предполагается использовать при выборе параметров системы разработки 8-9 ЮВП БКПРУ-4 Верхнекамского месторождения калийных солей.