L.S. Ksendzenko, V.V. Makarov, N.A. Opanasiuk 

LUDMILA S. KSENDZENKO, VLADIMIR V. MAKAROV, NICOLAI A. OPANASIUK, Department of Mining Engineering, School of Engineering, Far-Eastern Federal University, Vladivostok, Russia. Email: vlmvv@mail.ru

Zonal Character of Periodical Failures Near Openings in the Conditions of High-Stress Rock Mass

Rock mass failures at a high depth near underground openings often have a zonal character. The mechanism of the phenomenon is conditioned by periodical character of stresses in surrounding rock mass and the development of tensile macrocracks in the places (zones) of maximum tangential stresses. A mathematical model of the highly stressed rock mass has been developed on the basis of defect medium mechanics and non-equilibrium thermodynamics principles. A method of determining model parameters has also been developed and a satisfactory correspondence between the experimental research on faulted zonal structures near high depth openings and mathematical model calculation has been achieved. The main relationships between the width of cracking zones and the rock mass strength property have been established.

Key words: mathematical rock mass model, failure, zonal character.

Периодический характер зонального разрушения сильно сжатых горных пород вокруг выработок

Ксендзенко Л.С., к.ф.-м.н., доцент кафедры алгебры, геометрии и анализа Школы естественных наук;
Макаров В.В., д.т.н., профессор кафедры горного дела и комплексного освоения георесурсов Инженерной школы;
Опанасюк Н.А., старший преподаватель кафедры горного дела и комплексного освоения георесурсов Инженерной школы (Дальневосточный федеральный университет, Владивосток).

Разрушение сильно сжатого массива вокруг подземных выработок зачастую носит зональный характер. Механизм этого явления заключается в периодическом характере напряжений в массиве горной породы, окружающей выработку, и развитии макротрещин отрыва в местах (зонах) максимальных касательных напряжений. Математическая модель сильно сжатого массива горной массы разработана на основе механики дефектных сред и принципов неравновесной термодинамики. Разработан метод определения параметров модели и получено удовлетворительное соответствие экспериментальных исследований структур зонального разрушения сильно сжатого массива вокруг горной выработки расчетам, полученным на основе модели. Установлена связь между протяженностью трещиноватых зон и свойствами сильно сжатой горной породы.

Ключевые слова: математическая модель горной породы, разрушение, зональный характер.