Деформация пластов пород

Принятие каких-либо дополнительных предположений, кроме условий (18.10), в том числе и о касательных напряжениях, означает переопределение задачи. Так, при неодномерных деформациях горных пород необходимо учитывать, помимо уравнений (5.1)—(5.IV), (5.УП), уравнения совместности полных деформаций. Например, уравнение совместности деформаций в плоскости пласта пмеет вид [c.161]

Коэффициент охвата пласта увеличивается с увеличением параметра X. Вместе с тем следует отметить, что для установления чистого эффекта изменения коэффициента охвата из-за предельного градиента давления применительно к реальному месторождению необходимы исследования, позволяющие исключить влияние ряда других причин, связанных с деформацией горных пород, неоднородностью пласта, физико-химическими явлениями и т. п. [c.86]

Расчетные методы рассматриваются при допущении, что деформации пласта и пород почвы малы по сравнению с опусканиями кровли это соответствует большей части реальных условий. [c.130]

На рис. 8.4 схематично для срединного сечения показаны характер деформации пласта, обрушений непосредственной кровли и дробление пород над щитом. [c.162]

Конкретное распределение зон опорного давления не стабильно, зависит от ряда факторов глубины работ, процессов деформаций и разрушений не только непосредственной и основной кровли, но и всей покрывающей толщи, свойств пласта, пород почвы и др. [c.180]

Интерес к задачам фильтрации с учетом деформаций пластов и окружающих их горных пород связан с потребностью объяснения некоторых явлений и эффектов, известных в нефтедобыче и гидрогеологии. Так, натурные эксперименты [1-3] показывают, что в ряде случаев дебит скважины при вариации депрессии ведет себя нелинейно, что можно связать с изменением проницаемости пласта вследствие его деформаций. [c.148]

Под обычными сжимающими нагрузками как осадочные, так и изверженные породы деформируются до разрушения очень мало. Однако изучение нарушений, встречающихся в тектонике земной коры, а также в зернистой структуре некоторых горных пород, показывает, что многие из этих залегавших на большой глубине пород подвергались на протяжении минувших геологических эпох весьма значительным остаточным деформациям. Относительно ничтожной разницы между горизонтальными и вертикальными давлениями в глубинных породах было достаточно, чтобы вызвать часто наблюдаемые складчатости в пластах причину этого явления следует приписать геологической длительности действия этих сил. Это обстоятельство совместно с господствовавшими на больших глубинах высокими температурами и значительными средними давлениями и создавали ту обстановку, в которой становилось возможным течение твердых горных пород. [c.13]

ТОЛЬКО изотропная часть напряженного состояния, но также и девиаторная часть, определяющая деформации искажения, так как известно, что модули упругости и вместе с ними модули сдвига несколько возрастают, когда среднее напряжение а = —р принимает большие отрицательные значения, т. е. когда тело подвергается действию больших гидростатических давлений ), и значительно уменьшаются с приближением температуры 0 к температуре плавления тела 0ш. Оба эти эффекта должны сказываться, например, на упругом поведении пластов горных пород внешней твердой оболочки Земли, залегающих на больших глубинах и находящихся под действием больших давлений и температур. [c.24]

Эволюция рельефных особенностей земной поверхности (проявляющаяся в виде высоких материковых горных цепей, обширных возвышенностей и огромных океанических впадин) и проявления пластической деформации и разрыва пластов горных пород издавна привлекали внимание специалистов-механи-ков и вдохновили их описать состояние напряжений и деформаций верхней твердой части земной коры и происходящие здесь относительные перемещения. Явления длительного образования и пластического деформирования пластов горных пород изучаются в геологии, а кратковременные динамические воздействия — в сейсмологии. Однако отдельные избранные вопросы, поддающиеся упрощенному механическому исследованию, могут быть затронуты в этой последней главе, поскольку они тесно связаны с проблемами, рассмотренными ранее в этой книге — такими как, например, теория давления грунта или [c.745]

В книге освещен комплекс вопросов по механике горных пород и массивов изложены сущность механических процессов, происходящих в горных породах при очистных и подготовительных работах, результаты шахтных и лабораторных исследований этих процессов, приведены различные методы расчета горного давления и крепей в лавах на пологих и крутых пластах, описаны закономерности процессов взаимодействия вмещающих пород и крепей, лав и целиков. Большое внимание уделено рассмотрению основных задач механики несплошных и комбинированных сред и задач, возникающих на границе сплошных и несплошных сред. Освещена новая проблема создание методов прогноза деформаций й разрушений горных пород, а также геологических нарушений на основе физического зондирования горного массива. [c.2]

Искомой величиной является пролет, или шаг обрушения, основной кровли Ь. На рис. 6.7 буквой С обозначена ширина краевой зоны пласта, подвергающаяся весьма сильным деформациям, превосходящим допустимые, ео и ен — углы наклонов основной и непосредственной кровли, а 92 — нагрузка на вторую породу-мост. [c.116]

ПРОЦЕССЫ ДЕФОРМАЦИЙ и РАЗРУШЕНИЙ ГОРНЫХ ПОРОД ПРИ РАЗРАБОТКЕ КРУТЫХ ПЛАСТОВ [c.154]

Изменения процессов деформаций и разрушающей слоистой кровли крутых пластов не ограничиваются изменениями, приведенными в предыдущем параграфе. Обоснованная схема развития разрушений пород кровли при крутом падении в плоскости пласта представлена на рис. 8.1, а схема взаимодействия непосредственной и основной кровли в сечении по падению — на рис. 8.2. [c.156]

Определение границ или зоны в подстилающей толще, за которой штреки не испытывают разрушительных деформаций, затруднено различиями в характере деформируемости краевых зон пластов, передающих давление на породы почвы, слоистостью подстилающей толщи, весьма большими различиями в свойствах разных слоев, несимметричностью распределения нагрузки, различиями в интенсивности и характере ее распределения для разных условий, ползучестью пород и т. д. [c.232]

Подставляя значение этих параметров в уравнение (20.9), получим уравнение поля деформаций для данного горизонта, а следовательно, и все искомые величины. При переходе на новый горизонт прогнозирование необходимо проводить заново, равно как и в случаях изменений мощностей пласта и вмещающих пород, их строения и прочностных характеристик. [c.340]

Так, когда коллекторские свойства извлеченной породы оказы ваются значительно ниже характерных для исследованной разности пород, а в процессе вскрытия пласта или добычи нефти имело место снижение пластового давления, можно предполагать, что порода претерпела необратимые пластические деформации, связанные с ростом эффективных напряжений выше уровня -Оэф.пр. Напротив, когда значения коэффициентов пористости и проницаемости выше ожидаемых, исходя из состава и эпигенетических преобразований, можно предполагать, что при снятии напряжений в процессе подъема породы с забоя в ней произошли необратимые нарушения, связанные с разрывом связей по границам зерен. [c.173]

В табл. 50 данные по коллекторским свойствам песчано-алевритовых пород-коллекторов девона (пласт Д1) сопоставлены с обобщенными результатами исследований деформационно-прочностных свойств пород (ро, К) в зонах тектонической деформации разной интенсивности. [c.187]

Влияние тектонической деформации на коллекторские, деформационные и прочностные свойства песчано-алевритовых пород девона (пласт Д]) [c.187]

Емкостные свойства горных пород отражают их способность к водоотдаче или водонасыщению в процессе нестационарной фильтрации либо при изменении степени заполнения пор и трещин водой, либо в результате изменения порового объема водоносных горных пород и плотности воды при упругих или упругопластических деформациях сжатия—растяжения соответственно в первом случае имеется в виду свободная (гравитационная) емкость, а во втором — упругая емкость горных пород. Рассмотрим емкостные свойства отдельно для безнапорных пластов, где емкость имеет преимущественно гравитационный характер, и для напорных пластов, где она имеет исключительно упругий характер. [c.34]

Рассматривая в таких предпосылках деформацию пласта, получим следующее выражение для коэффициента упругоемкости пород "п, представляющего собой изменение объема жидкости в единице объема породы при единичном изменении напора [c.91]

Изменения в напряженном состоянии пласта вызывают деформацию воды и скелета породы, приводящую к изменению количества воды и объема порово-трсщинного пространства. Учет таких деформаций прн изучении фильтрационного потока приводит к представлениям об упругом режиме фильтрации если деформации пласта не учитываются, то режим фильтрации называется жестким. Следует отметить исключительно важное значение теории упругого режима фильтрации для изучения не-папионарной геофильтрации в напорных пластах. [c.7]

Таким образом, полное пренебрежение деформациями окружающих пласт горных пород исключает возможность описания наблюдаемого квазистационар-ного перераспределения давления в пласте — согласно уравнению (5.29) изменения давления на забое скважины практически мгновенно повторялись бы во всем пласте. [c.157]

Каждый элемент пласта находится под воздействием постоянного вертикального горного давления Гоо, обусловливаемого тяжелой массой вышезалегающих горных пород. При снижении в нем порового давления под воздействием горного давления происходят деформации скелета пласта. Поскольку окружающие прочные горные породы играют при этом не только роль нагрузки, но и перекрытия, то деформации будут происходить в зоне влияния вокруг элемента со сниженным поровым давлением, а в самом элементе они будут несколько ниже, чем в отсутствие эффекта перекрытия. Другими словами, из-за этого эффекта перераспределяется дополнительная нагрузка на скелете вокруг рассматриваемой точки. Качественно видно, что с увеличением масштабов зоны снижения порового давления прогиб балки возрастает, а следовательно, будет соответ ственно увеличиваться нагрузка на скелет пористого пласта в центре зоны пониженного давления. Естественно предположить, что имеется некоторая характерная длина й зоны влияния снижения порового давления в пласте, зависящая от мощности пласта к, глубины его залегания, а также от прочностных параметров пласта и окружающей [c.157]

Эта гипотеза в формуле (18.4), по-видимому, впервые была введена Джейкобом [299], который пренебрегал деформациями самых твердых частиц (что оправдано для деформаций переупаковки в мягких горных породах). Г. В. Исаков сформулировал эту гипотезу в следующей форме Для плоского пласта, залегающего в плоскости ху, можно принять, что в этой плоскости он деформироваться не может, т. е. = О, а = f (р), где р — давление [c.159]

Согласно выражению (18.11) деформации Вц, равны и линейно связаны с давлением р. Если касательными напряжениями можно было бы пренебречь ( 12 = 0), то уравнение совместности свелось бы к уравнению Лапласа = О в плоскости пласта. Отсюда уравнения совместности деформаций выполнялись бы только в стационарных течениях, когда к уравнению Лапласа сводится и уравнение пьезопроводпости (18.16) для плоской фильтрации. Поэтому условие постоянства горного давления в теории упругого режима фильтрации следует формулировать только для нормальных компонент — касательные изменяются согласно (18.17) отбор жидкости может привести к возникновению весьма существенных касательных напряжений в скелете породы. [c.161]

Клоос с особой тщательностью проанализировал различные фазы пластического деформирования материальных элементов внутри флексур, попытавшись воссоздать их форму в различных прошлых состояниях, через которые они прошли за время геологической истории в процессе своей эволюции, и описал в различных местах правильные веерообразные системы поверхностей кливажа и их относительное расположение вЕ1утри складок. Искаженные формы небольших, первоначально сферических включений (галька, комки ила, окаменелости) послужили ему также для количественного определения главных пластических деформаций в деформированных пластах горных пород, указав на неожиданно большие значения наибольшей и наименьшей главных деформаций, от 20 до 257о- Однако при этом состояние пластических деформаций оказалось существенно плоским с исчезающе малыми значениями третьей компоненты деформации. [c.405]

В вертикальном разрезе конуса вблизи вершины горы (область Л на рисЛ7.37) пластинки располагаются так, что средняя плоскость, отвечающая двум их большим осям, перпендикулярна плоскости вертикального профиля. Вблизи контактов В, С) с прилегающими осадочными породами пластинки расположены параллельно плоскостям контактов и их длинные оси вертикальны. Это схематически показано на рис. 17.37 в виде пунктирных кривых длинные оси продолговатой гальки санидина направлены по касательным к этим кривым. Продолговатые жесткие тела в деформируемой вязко-пластичной матрице будут ориентироваться так, чтобы оказывать минимальное сопротивление потоку. Пунктирные кривые указывают направление главной необратимой деформации на последней стадии течения вулканической массы, когда она охладилась ниже температуры плавления и стала высоковязким пластичным телом. [c.791]

Нелинейные эффекты при движении однородной жидкости. Экспериментальные исследования образцов насыщенных горных пород (Д. А. Антонов, 1957 Н- С. Гудок и М. М. Кусаков, 1958 Д. В. Кутовая, 1962 В. М. Добрынин, 1965) выявили существенно нелинейный характер зависимости деформаций скелета сцементированной породы (и ее пористости) от больших изменений напряженного состояния. Известны попытки учета нелинейного характера пористости в уравнении пьезопроводности (А. Н. Хованский, 1953). Однако определяющие отклонения от линейной теории упругого режима связаны с изменениями проницаемости, сопутствующими указанным деформациям. Эти изменения проницаемости особенно велики в трещиновато-пористых средах. В связи с этим была развита схема нелинейно-упругого режима фильтрации, учитывающая отклонения от линейной связи пористость — пластовое давление и сопутствующие изменения проницаемости. При этом сначала (А. Бан, К. С. Басниев и В. Н. Николаевский, 1961) использовалось приближение экспериментальных зависимостей степенными рядами. Результирующие уравнения были выписаны и для случаев фильтрации капельной жидкости в пористых (или чисто трещиноватых) и трещиновато-пористых пластах и фильтрации газа в пористых (чисто трещиноватых) пластах. Были построены стационарные решения (А. Бан и др., 1961, 1962), соответствующим образом обобщающие формулу Дюпюи. Полученные формулы использовались для обработки индикаторных линий скважин, т. е. зависимостей дебит— пластовая депрессия , получаемых при исследовании скважин на установившийся приток (А. Бан и др., 1961 К. С. Басниев, 1964). [c.633]

Общая продолжительность и период опасных деформаций процес са сдвижения земной поверхности. Обрушение горных пород в пустоты, образующиеся при выработке пластов угля и других ископаемых, вызывает перемещение земной поверхности (сдвижение), которое характеризуется общей продолжительностью и периодом опасных деформаций. За начало сдвижешгя при отходе лавы от разрезной выработки принимается дата, на которую подвигание очистного забоя от разрезной выработки составляет 0,2Я, где Н — средняя глубина разработки. Впереди движущегося очистного забоя на начало сдвижения принимается дата, на которую расстояние в плане от забоя до рассматриваемой точки земной поверхности составляет 0,ЗЯ. За окончание сдвижения принимается дата, после которой суммарные оседания в течение 6 месяцев не превышают 30 мм. [c.145]

Причины возникновенш пустоты, образуемые при выемке полезного ископаемого (угля, руды), вызывают смещение горных пород и расположенных на них сооружений. В толще горных пород нарушается имевшееся равновесие, что приводит к сдвижению горных пород, начинающемуся со слоев, прилегающих к разрабатьшае-мому пласту, с последующим развитием сдвижения до земной поверхности на земной поверхности образуется мульда оседания. Деформации могут приводить к провалам илн аварийным оседаниям земляного полотна, требующим непрерывного надзора и исправления пути. В особо опасных случаях может потребоваться закрытие движения или перекладка пути на новую трассу. [c.123]

На ряде месторождений как в СССР, так и за рубежом осуществлены попытки использования ядерных взрывов для увеличения нефтеотдачи пластов [146, 147]. Развернутые исследования проведены в США на испытательном полигоне в пустьше Невада. В результате ядерных взрывов, эквивалентных нескольким килограммам тротила, в водоносных пепловых туфах были созданы полости размерами 12... 15 м, надежно герметизирующие нагретые газы (до 1000 °С) под давлением в несколько десятков мегапаскалей. Герметизация полостей объясняется следующим образом [17, 146]. Как известно, при взрыве в породе образуются 4 зоны вытеснения (каверны), разрушения, сотрясения (разрывы) и сейсмическая. Так, при мощном взрыве вокруг каверны (1-я зона) образуется уплотненная область, характеризующаяся остаточной деформацией, которую называют котлом напряжений, а явление образования этой области - явлением пузыря [17]. Размеры этого котла соответствуют 5... 10 диаметрам скважин. В результате затрудняется образование в пласте сети трещин. Основываясь на данных подобных ис- [c.37]

В результате исследований в области механики горных пород изучены законы деформаций и разрушений твердых, слоистых и других типов пород при очистных работах на пологих и крутых пластах взаимодействие крепей и пород в типовых условиях при разных характеристиках крепей механизм работы штанговых крепей в различных типах пород (слоистых, т рещи-новатых) закономерности опорного давления закономерности взаимодействия сближенных пластов при подработках и надра-ботках принципы размещения штреков, механизм работы междукамерных целиков подходы к определению нагрузок на крепи шахтных стволов и др. [c.13]

Внедрение научных достижений механики горных пород. Вооружить производственников современными представлениями о процессах деформаций и разрушений вмещающих пород, взаимодействии крепи и вмещающих пород, динамике опорного давления, взаимодействии выработок при подработках и надработках пластов и т. д. [c.15]

Скорость опускания кровли также изменяется скачкообразно, достигая максимума в периоды осадки основной кровли. Но даже при простоях забоя скорость опускания кровли изменяется в весьма широких пределах — в 2—4 раза и более. Это вполне понятно, поскольку в этот период изменение ее зависит от взаимодействия вмещаюш.их пород (включая основную кровлю) и крепи, ползучести пород кровли и разрабатываемого пласта, а также от деформации крепи. Следовательно, нельзя объяснить изменение скорости опускания кровли в периоды простоев забоя одними лишь деформациями ползучести при сжатии угольного пласта в призабойной зоне. Последнее приводит лишь к возрастанию фактического пролета кровли по сравнению с кажущимися на величину, равную ширине раздавливаемой краевой зоны пласта. [c.124]

При работе с полным обрушением кровли процессы деформаций и разрушений покрывающей толщц твердых слонсты.х пород могут варьироваться в весьма широких пределах в зависимости от мощности разрабатываемого пласта, угла падения, [c.124]

По всему контуру выработанного пространства создается опорное давление, которое передается в направлении сверху вниз, от слоя к слою, от пачки слоев к пачке до самого разрабатываемого пласта оно вызывает деформации приконтурной частп разрабатываемого пласта и в конечном счете передается иа породы почвы. [c.127]

Конкретный характер проявлений процессов деформаций и напряжений в подстилающей толще при надработке зависит от горно-геологических условий в целом, включая сложение и строение всей толщи пород, глубину работ и угол залегания пластов, строение и физико-механнческие характеристики пород междупластий, а также от технологических параметров, особенно таких, как способы подготовки, системы разработки, длина очистных забоев, способы управления кровлей, скорости подвигания очистных работ. [c.210]

Интенсивность деформаций и границы всех зон не стабильны, меняются в зависимости от хода зависаний пород покрывающей толщи, достигая максимумов в периоды действия над забоем суммарных максимальных изгибающих моментов. Отсюда вытекает весьма важный вывод относительно воздействий на надрабатываемые пласты и горные выработки воздействие надработки — не постоянно, имеет определенную для данных условий периодичность приводит к различным их деформациям, т. е. на одних участках эти воздействия — максимальны, на других — минимальны, а не постоянны, как это нередко предполагается в ряде литературных источников. [c.215]

Интенсивность деформаций надрабатываемого пласта зависит от мощности междупластья и свойств пород рассеивание напряжений идет тем быстрее, чем ниже модуль упругости [c.215]

По мере подвигания очистного забоя нижнего пласта вся толща пород междупластья испытывает последовательно зависания и дополнительные осадки. Осадки испытывает также и целик, причем оседающие его части уходят из-под нагрузки, что приводит к росту опорного давления на неподработанную часть целика и снижению напряжений в его подработанной части. В свою очередь, рост опорного давления и уменьшение действующей ширины целика приводят к возрастанию деформаций и разрушений толщи пород междупластья как впереди забоя, так и в пределах призабойного пространства нижнего пласта, нарушениям и резкому снижению несущей способности непосредственной кровли. [c.221]

По акад. С. А. Христиановичу, образование горизонтальных трещин объясняется тем, что вертикальное горное давление оказывается уменьшенным вблизи скважины ввиду пластической деформации малопрочных глин и глинистых сланцев во время бурения скважин. Глины как бы вытекают в скважину после их вскрытия под действием вышележащих пород. Протяженность трещин, образующихся при разрыве пласта, составляет обычно несколько десятков метров. [c.237]

У крепей с большой передней консолью перекрытия (кав правило у крепей, работающих на тонких пластах) начальный раопор передних стоек должен быть больше, чем задних. На участке графика Рог—Сг секция оказывает сопротивление опусканию пород кровли в режиме нарастающего сопротивления за счет упругой деформации цилиндров гидростоек и сжатия рабочей жидкости. [c.274]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...