Использование волнового и ротационного подходов для интерпретации динамических явлений в шахтах

Abstract

У роботі зроблена спроба перенести і розширити відомі погляди про хвилеві процеси в земній корі на механізм виникнення викидів у вуглепородному масиві. Для опису розповсюдження хвиль в нелінійному середовищі використано відоме рівняння синус-Гордона, властивістю якого є існування солітонних рішень за певних граничних умов. Внаслідок багатократного перевідбивання коливань в системі відбувається перерозподіл енергетичних ансамблів. У разі розсіяння енергії по масиву можна говорити про безпечну ситуацію, а у разі зосередження і накопичення її в декількох концентраторах напружень створюється передвикидонебезпечна ситуація, яка може бути спровокована навіть невеликою деформацією. Для запобігання динамічного явища пропонується зменшити градієнт деформацій до безпечної межі шляхом зміни блокової складової масиву, тобто придання йому більш однорідної структури.

In the article, an attempt is undertaken to extend and apply knowledge of the wave processes occurred in the earth's crust to mechanism of the outburst occurrence in the coal-rock mass. To describe wave propagation in the nonlinear environment, the well-known sine-Gordon equation is used which is characterized by soliton solutions existing in certain boundary conditions. Due to the multiple wave reflections, energy ensembles are re-distributed in the system. When the energy is dissipated throughout the whole rock massif it is possible to say about safe situation, however, when the energy is concentrated and accumulated in several stress concentrators it should be understood that preconditions for outburst risk are created presenting danger even at small deformation. To prevent the dynamic phenomenon, it is proposed to decrease gradient of the deformations to the safe level by changing block structure of the rocks, i.e. to make the rock structure more homogeneous.