Generalization of trends in the influence of geomechanics factors on the choice of operation modes for the fastening system in the preparatory mine workings

Purpose. Substantiation of the mechanism of loading the preparatory mine working support to optimize its deformation-strength characteristics based on the calculation of the stress-strain state of the “massif – support” system. Improving the cost effective technologies for fastening and maintaining the preparatory mine workings. Methods. The analysis of the elements interaction modes of the “massif – support” system has been performed by the two-parameter diagram for optimizing the deformation-strength characteristics of the rock massif and the preparatory mine workings support using the research results of the stress-strain state of a system by means of finite element method. A comparison has been made of computational experiment with mine instrumental observations. Findings. The geomechanical model of the computational experiment on the choice of operation modes of the fastening system, as well as the methodology of the approach to optimize the process of interaction between the massif and the support have been substantiated. The analysis of search patterns for the rational deformation-strength characteristics of the fastening system in the preparatory mine working, taking into account the influence of the main geo- mechanics factors on this process, has been developed and performed. Originality. The patterns have been established of the geomechanics factors influence on the choice of rational operation modes of the load-bearing elements of the fastening system and the support in general based on research of the stress-strain state of the “massif – support” system. The optimization principles of interaction based on the analysis of a two-parameter interaction diagram have been substantiated. Practical implications. The wide perspective has been substantiated for strengthening the soft rocks in reusable preparatory mine workings with combined roof-bolting systems, which makes possible to realise the resource-saving conditions of maintenance. The calculations have been made with account of the optimization criteria for interaction of massif and support.Мета. Обґрунтування механізму навантаження кріплення підготовчої виробки для оптимізації її деформа- ційно-силових характеристик на базі розрахунку напружено-деформованого стану системи «масив – кріплення». Удосконалення малозатратних технологій кріплення і підтримки підготовчих виробок. Методика. Аналіз режимів взаємодії елементів системи «масив – кріплення», виконаний за двопараметричною схемою оптимізації деформаційно-силових характеристик породного масиву і кріплення підготовчих виробок із використанням результатів досліджень напружено-деформованого стану системи методом скінченних елементів. Проведено порівняння обчислювального експерименту з шахтними інструментальними спостереженнями. Результати. Обґрунтовано геомеханічну модель обчислювального експерименту з вибору режимів роботи кріпильної системи й методологію підходу для оптимізації процесу взаємодії масиву з кріпленням. Розроблено та проведено аналіз схем пошуку раціональних деформаційно-силових характеристик кріпильної системи підготовчої виробки з урахуванням впливу на цей процес основних геомеханічних факторів. Наукова новизна. Встановлено закономірності впливу геомеханічних факторів на вибір раціональних режимів роботи вантажонесучих елементів кріплення системи і кріплення в цілому на основі вивчення напружено-деформованого стану системи «масив – кріплення». Обґрунтовано оптимізаційні принципи взаємодії на базі аналізу двопараметричної схеми взаємодії. Практична значимість. Обґрунтовано широку перспективу зміцнення слабких порід покрівлі підготовчих виробок, що повторно використовуються, комбінованими анкерними системами, яка дозволяє реалізувати ресурсозберігаючі умови підтримки. Розрахунки виконано з урахуванням оптимізаційних критеріїв взаємодії масиву з кріпленням.Цель. Обоснование механизма нагружения крепи подготовительной выработки для оптимизации ее деформационно-силовых характеристик на базе расчета напряженно-деформированного состояния системы «массив – крепь». Усовершенствование малозатратных технологий крепления и поддержания подготовительных выработок. Методика. Анализ режимов взаимодействия элементов системы «массив – крепь» выполнен по двухпараметрической схеме оптимизации деформационно-силовых характеристик породного массива и крепи подготовительных выработок с использованием результатов исследований напряженно-деформированного состояния системы методом конечных элементов. Проведено сравнение вычислительного эксперимента с шахтными инструментальными наблюдениями. Результаты. Обоснована геомеханическая модель вычислительного эксперимента по выбору режимов работы крепежной системы и методология подхода для оптимизации процесса взаимодействия массива с крепью. Разработаны и проведен анализ схем поиска рациональных деформационно-силовых характеристик крепежной системы подготовительной выработки с учетом влияния на этот процесс основных геомеханических факторов. Научная новизна. Установлены закономерности влияния геомеханических факторов на выбор рациональных режимов работы грузонесущих элементов крепежной системы и крепи в целом на базе исследования напряженно-деформированного состояния системы «массив – крепь». Обоснованы оптимизационные принципы взаимодействия на базе анализа двухпараметрической схемы взаимодействия. Практическая значимость. Обоснована широкая перспектива упрочнения слабых пород кровли повторно используемых подготовительных выработок комбинированными анкерными системами, которая позволяет реализовать ресурсосберегающие условия поддержания. Расчеты выполнены с учетом оптимизационных критериев взаимодействия массива с крепью.The authors express their gratitude to the management of DTEK Coal Unit for their help in organizing the experimental research

Generalization of trends in the influence of geomechanics factors on the choice of operation modes for the fastening system in the preparatory mine workings

Purpose. Substantiation of the mechanism of loading the preparatory mine working support to optimize its deformation-strength characteristics based on the calculation of the stress-strain state of the “massif – support” system. Improving the cost effective technologies for fastening and maintaining the preparatory mine workings. Methods. The analysis of the elements interaction modes of the “massif – support” system has been performed by the two-parameter diagram for optimizing the deformation-strength characteristics of the rock massif and the preparatory mine workings support using the research results of the stress-strain state of a system by means of finite element method. A comparison has been made of computational experiment with mine instrumental observations. Findings. The geomechanical model of the computational experiment on the choice of operation modes of the fastening system, as well as the methodology of the approach to optimize the process of interaction between the massif and the support have been substantiated. The analysis of search patterns for the rational deformation-strength characteristics of the fastening system in the preparatory mine working, taking into account the influence of the main geo- mechanics factors on this process, has been developed and performed. Originality. The patterns have been established of the geomechanics factors influence on the choice of rational operation modes of the load-bearing elements of the fastening system and the support in general based on research of the stress-strain state of the “massif – support” system. The optimization principles of interaction based on the analysis of a two-parameter interaction diagram have been substantiated. Practical implications. The wide perspective has been substantiated for strengthening the soft rocks in reusable preparatory mine workings with combined roof-bolting systems, which makes possible to realise the resource-saving conditions of maintenance. The calculations have been made with account of the optimization criteria for interaction of massif and support.Мета. Обґрунтування механізму навантаження кріплення підготовчої виробки для оптимізації її деформа- ційно-силових характеристик на базі розрахунку напружено-деформованого стану системи «масив – кріплення». Удосконалення малозатратних технологій кріплення і підтримки підготовчих виробок. Методика. Аналіз режимів взаємодії елементів системи «масив – кріплення», виконаний за двопараметричною схемою оптимізації деформаційно-силових характеристик породного масиву і кріплення підготовчих виробок із використанням результатів досліджень напружено-деформованого стану системи методом скінченних елементів. Проведено порівняння обчислювального експерименту з шахтними інструментальними спостереженнями. Результати. Обґрунтовано геомеханічну модель обчислювального експерименту з вибору режимів роботи кріпильної системи й методологію підходу для оптимізації процесу взаємодії масиву з кріпленням. Розроблено та проведено аналіз схем пошуку раціональних деформаційно-силових характеристик кріпильної системи підготовчої виробки з урахуванням впливу на цей процес основних геомеханічних факторів. Наукова новизна. Встановлено закономірності впливу геомеханічних факторів на вибір раціональних режимів роботи вантажонесучих елементів кріплення системи і кріплення в цілому на основі вивчення напружено-деформованого стану системи «масив – кріплення». Обґрунтовано оптимізаційні принципи взаємодії на базі аналізу двопараметричної схеми взаємодії. Практична значимість. Обґрунтовано широку перспективу зміцнення слабких порід покрівлі підготовчих виробок, що повторно використовуються, комбінованими анкерними системами, яка дозволяє реалізувати ресурсозберігаючі умови підтримки. Розрахунки виконано з урахуванням оптимізаційних критеріїв взаємодії масиву з кріпленням.Цель. Обоснование механизма нагружения крепи подготовительной выработки для оптимизации ее деформационно-силовых характеристик на базе расчета напряженно-деформированного состояния системы «массив – крепь». Усовершенствование малозатратных технологий крепления и поддержания подготовительных выработок. Методика. Анализ режимов взаимодействия элементов системы «массив – крепь» выполнен по двухпараметрической схеме оптимизации деформационно-силовых характеристик породного массива и крепи подготовительных выработок с использованием результатов исследований напряженно-деформированного состояния системы методом конечных элементов. Проведено сравнение вычислительного эксперимента с шахтными инструментальными наблюдениями. Результаты. Обоснована геомеханическая модель вычислительного эксперимента по выбору режимов работы крепежной системы и методология подхода для оптимизации процесса взаимодействия массива с крепью. Разработаны и проведен анализ схем поиска рациональных деформационно-силовых характеристик крепежной системы подготовительной выработки с учетом влияния на этот процесс основных геомеханических факторов. Научная новизна. Установлены закономерности влияния геомеханических факторов на выбор рациональных режимов работы грузонесущих элементов крепежной системы и крепи в целом на базе исследования напряженно-деформированного состояния системы «массив – крепь». Обоснованы оптимизационные принципы взаимодействия на базе анализа двухпараметрической схемы взаимодействия. Практическая значимость. Обоснована широкая перспектива упрочнения слабых пород кровли повторно используемых подготовительных выработок комбинированными анкерными системами, которая позволяет реализовать ресурсосберегающие условия поддержания. Расчеты выполнены с учетом оптимизационных критериев взаимодействия массива с крепью.The authors express their gratitude to the management of DTEK Coal Unit for their help in organizing the experimental research

ТЕРМОСИЛОВОЙ ИЗГИБ ТРЕХСЛОЙНОЙ БАЛКИ СО СЖИМАЕМЫМ ЗАПОЛНИТЕЛЕМ

The present paper considers the deformation of a three-layer elastoplastic bar with a compressible filler in the temperature field. To describe kinematic properties of an asymmetric through thickness pack we have accepted the hypotheses of a broken line as follows: Bernoulli’s hypothesis is true in thin bearing layers; Timoshenko’s hypothesis is true in the compressible through thickness filler with a linear approximation of displacements through the layer thickness. The physical stress-strain relations correspond to the theory of small elastoplastic deformations. Temperature variations were calculated by the formula obtained by averaging the thermophysical properties of layer materials in terms of the bar thickness. A system of differential equilibrium equations has been derived using the variational method. An analytical solution has been derived by the method of elastic solutions for the case of a uniform distribution of a continuous load. Its numerical analysis has been performed.В связи с широким применением трехслойных элементов конструкций в строительстве и машиностроении возникает необходимость создания адекватных механико-математических моделей расчета их напряжен-но-деформированного состояния. Здесь рассмотрено деформирование в температурном поле трехслойной упругопластической балки со сжимаемым заполнителем. Для описания кинематики несимметричного по толщине пакета приняты гипотезы ломаной линии: в тонких несущих слоях справедливы гипотезы Бернулли; в сжимаемом по толщине заполнителе выполняется гипотеза Тимошенко с линейной аппроксимацией перемещений по толщине слоя. Физические соотношения связи напряжений и деформаций соответствуют теории малых упругопластических деформаций. Изменение температуры рассчитывалось с помощью формулы, полученной при осреднении теплофизических свойств материалов слоев по толщине стержня. Система дифференциальных уравнений равновесия получена вариационным методом. Аналитическое решение было получено методом упругих решений для случая равномерного распределения непрерывной нагрузки. Выполнен его численный анализ. 

Preliminary results from the CMD-2 detector

A new general-purpose detector CMD-2 (calorimetric magnetic detector has started experiments at the upgraded e{sup {plus}}e{sup {minus}} collider VEPP-2M (collider for electron-positron beams) at Novosibirsk. During early runs an integrated luminosity of about 400 inverse nanobarns has been collected in the center of mass energy range 400{endash}1030 MeV

Determination of uranium concentration and burn-up of irradiated reactor fuel in contaminated areas in Belarus using uranium isotopic ratios in soil samples

An analytical method is described for the estimation of uranium concentrations, of U-235/U-238 and U-236/U-238 isotope ratios and burn-up of irradiated reactor uranium in contaminated soil samples by inductively coupled plasma mass spectrometry. Experimental results obtained at 12 sampling sites situated on northern and western radioactive fallout tails 4 to 53 km distant from Chernobyl nuclear power plant (NPP) are presented. Concentrations of irradiated uranium in the upper 0-10cm soil layers at the investigated sampling sites varied from 2.1 x 10(-9) g/g to 2.0 x 10(-6) /g depending mainly on the distance from Chernobyl NPP. A slight variation of the degree of burn-up of spent reactor uranium was revealed by analyzing U-235/U-238 U and U-236/U-211 isotope ratios and the average value amounted to 9.4 +/- 0.3 MWd/(kg, U)