Разработка методов и измерительных средств для создания комплексных мониторинговых систем геомеханико-геодинамической безопасности горнодобывающих предприятий Сибири. Геомеханика и физика формирования и развития очаговых зон катастрофических событий, разрушения горных пород в природных и горнотехнических системах

Цель проекта – установление главных механизмов формирования и особенностей развития очаговых зон повышенной концентрации напряжений и деструкции массивов горных пород и геоматериалов, обладающих блочно-иерархической структурой, многофазностью и проявляющих свойства открытых самоорганизующихся систем, находящихся в тектоническом поле напряжений и подверженных высоким техногенным нагрузкам в технологических процессах при добыче по-лезных ископаемых. В отчете отражены результаты экспериментальных и аналитических исследований законо-мерностей распределения напряжений и деформаций в блочных породных массивах. Предложены методология и методика комплексного геомеханико-газодинамического мо-ниторинга катастрофических событий, применение которых позволило впервые эксперименталь-но доказать, что возникающие от землетрясений низкоскоростные («квазиметрового» диапазона) группы волн маятникового типа (в данном случае 0.11 ÷ 5.5 м/с) способны индуцировать повы-шенную циклическую газообильность в угольных шахтах. Разработана методика испытаний для определения сопротивления сдвигу нарушений сплошности горных пород, которая позволяет определить максимальную и критическую или остаточную прочность на сдвиг нарушения сплошности в выбранном направлении, как функцию нормального напряжения, прилагаемого к плоскости сдвига. Проведены тестовые испытания при многоступенчатом сдвиговом нагружении горных породах различной прочности. Полученные результаты могут быть использованы при оценке предельного равновесия породных блоков Выполнено моделирование выпуска сыпучих материалов из бункеров. Установлено, что напряжения в процессе выпуска имеют пульсирующий характер. Амплитуда колебаний нормаль-ных напряжений составляет более 5% от статического давления, касательных напряжений – 70% от средней величины. При стационарных внешних условиях процесс выпуска на стационарный режим не выходит.Представлены новые конструкции и методические разработки в области создания прибо-ров и оборудования для натурных геомеханических исследований: скважинный инклинометри-ческий комплекс для контроля вертикальных сдвижений закладочного массива, измерительно-вычислительные комплексы «Карьер – Т» и «Карьер – Л» для мониторинга устойчивости борто-вых откосов, скважинный зонд калибра 59 мм и экспериментальные образцы технических средств безщелевого направленного гидроразрыва для определения напряжений в породном мас-сиве.Модифицирован метод дискретных элементов для решения задач об эволюции напряжен-но-деформированного состояния однородного и неоднородного массивов горных пород на до- и запредельной стадиях нагружения; предложены математические модели взаимодействия частиц сыпучей среды для несвязного и связного контактов.Материал отчета будет полезен геомеханикам, геофизикам и инженерно-техническому персоналу научно-исследовательских, проектно-изыскательских институтов, технологам горно-добывающих предприятий.