Қарағанды бассейннің көмір ұңғымаларының кернеулі-деформациялық күйі
DOI:
https://doi.org/10.26577/RCPh.2022.v82.i3.06Кілттік сөздер:
көмір қабаты, Стефан мәселесі, толқындық процессАннотация
Мақалада кемінде 800 м тереңдіктегі көмір қабатын бұрғылау кезінде пайда болатын термосерпімді кернеулерді анықтау мәселесі қарастырылған. Әдетте кернеулі-деформациялық күйдің үш түрін ажыратылады: серпімді жұмыстың бірінші түрі – үзілу жүктемесінің 35% дейін; серпімді-пластикалық жұмыстың екінші түрі – сыну жүктемесінің 75% -на дейін, бұл кезде жарықтар пайда болады және жүктеменің өсуімен олардың саны артады; үшінші бұзылу түрі – қар көшкіні сияқты жарықтар пайда болады және әрбір бөлшек бұзылады. Біз алғаш рет интегралды түрлендіруді таңдау арқылы қозғалатын интерфейсі бар соңғы өлшемді цилиндрге арналған Стефан есебін аналитикалық жолмен шешуге қол жеткіздік.
Көмір қабаттарындағы ұңғымаға арналған ұқсас шешім (басқа қолданбалар сияқты) өткен ғасырдың 70-жылдарының соңында эксперименттік түрде ашылған тау-кен массасындағы деформация-толқын процесінің аналитикалық шешімін береді (1985 жылғы ғылыми жаңалық, басымдық 1978). Біздің тәжірибелік және теориялық нәтижелер пластикалық ағынның макроскопиялық локализациясының моделіне сәйкес келеді. Бұл модель қатты денелерде (және көмір қабатында) пластикалық ағынның локализациясы айқын толқындық сипатқа ие екенін көрсетеді. Сонымен қатар жеңіл сырғанау, сызықтық және параболалық деформацияның шыңдалуы кезеңдерінде, сондай-ақ алдын ала жойылу сатысында локализацияның байқалатын заңдылықтары толқындық процестердің әртүрлі типтері болып табылады.
Библиографиялық сілтемелер
2 S.V. Slastunov, et.al., Mining Information and Analytical Bulletin, 2, 58-70 (2020). (in Rus).
3 N.P. Demenchuk, and A.A. Prilutsky, Fundamentals of the theory of stress and strain, (St. Petersburg, 2016), 118 p. (in Rus).
4 S.A. Morgun, Stress-strain state of structurally inhomogeneous turbomachine blades during their vibrations, (Thesis of the candidate of techn. sciences, Nikolaev, 2015), 157 p (in Rus).
5 V.V. Lunin, Methods for calculating the stress-strain state and fatigue limit of hardened cylindrical parts with stress concentrators during creep, (Thesis of a candidate of technical sciences, Samara, 2015), 173 p. (in Rus).
6 I.I. Danilyuk, Uspekhi Mat. Nauk, 40, 5(245), 133-185 (1985). (in Rus).
7 A.M. Meirmanov, Stefan's problem, (Novosibirsk, Science, 1986), 239 p. (in Rus).
8 S.C. Gupta, The Classical Stefan Problem: Basic Concepts, Modelling and Analysis, (Amsterdam, Elsevier, 2018), 732 p.
9 A.A. Samarsky, and P.N. Vabishchevich, Computational heat transfer, (Moscow, Editorial URSS, 2003), 784 p. (in Rus).
10 A.M. Weinberg, Mathematical modeling of transport processes. Solution of nonlinear boundary value problems, (Moscow-Jerusalem, 2009), 210 p. (in Rus).
11 S.P. Stepanov, Numerical modeling of three-dimensional problems of heat and mass transfer in permafrost, (Dissertation of the candidate of physical and mathematical sciences, Yakutsk, 2017), 128 p. (in Rus).
12 V.M. Yurov and T.A. Kuketaev, Crystallization of a cylinder of finite dimensions, (Handbook. dep. in VINITI, No. 6485-82 Dep., 1982). (in Rus).
13 V.M. Yurov, S.A. Guchenko, K.M. Makhanov, Symbol of Science, 8, 7-15 (2020) (in Rus).
14 A.H.-A. Hamid, et.al., Saudi Aramco Journal of Technology, 03, 16-34 (2016).
15 R.A. Musin, Optimization of well drilling processes in the extraction of coal-bed methane in the Karaganda basin, (Thesis for the degree of Doctor of Philosophy (PhD), Karaganda, 2020), 101 p. (in Rus).
16 N.A. Drizhd, et.al., Internauka: electronic scientific journal, 21 (103), 5-8 (2019). (in Rus).
17 V.S. Zarubin, and G.N. Kuvyrkin, Mathematical models of thermomechanics, (Moscow, Fizmatlit, 2002), 168 p. (in Rus).
18 L.B. Zuev, V.I. Danilov, and S.A. Barannikova, Physics of plastic flow macrolocalization, (Novosibirsk, Science, 2008), 328 p. (in Rus).
19 S.N. Lis and G.V. Kazantseva, Spatial connections in the systemic organization of rocks in the earth's interior, Proc. of the Intern. Scientific Conf. "Science and Education - the Leading Factor of the Strategy "Kazakhstan - 2030" (Saginovsky Readings No. 2, Part 3, Karaganda: KSTU, 2010), pp. 254-256. (in Rus).
20 A.A. Opanasyuk, Periodic oscillatory nature of deformation of samples of highly compressed rocks, Improvement of technology for the construction of mines and underground structures, (Sat. scientific works, Donetsk, Nord-Press, 2006, 12), pp. 79-80. (in Rus).
21 A.G. Radchenko, N.N. Kiselev, A.A. Radchenko, and L.V. Getmanets, A complex of factors influencing the formation of gas-dynamic activity of coal seams during development workings, Proc. of the Depart. "Development of mineral deposits", (DonNTU, Donetsk, 2018), pp.170-186 (in Rus).
22 B.B. Kudryashov, V.K. Chistyakov, and V.S. Litvinenko, Drilling wells under conditions of changes in the state of aggregation of rocks, (L.: Nedra, 1991), 295 p (in Rus).
23 V.N. Oparin, et.al., Mining Information and Analytical Bulletin, 12, 5-29 (2019). (in Rus).
24 B.T. Ilyasov, Study of the kinetics of rock mass deformations using the finite-discrete element method, (Thesis of a candidate of technical sciences, Yekaterinburg, 2016), 138 p. (in Rus).
25 A.V. Mashchenko, A.B. Ponomarev, and E.N. Sychkina, Special sections of soil mechanics and rock mechanics, (Perm, PGU, 2014), 176 p. (in Rus).
