Характер деформирования льдопородного массива при подземной разработке месторождений в криолитозоне Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

AEVA/

ГР = /EVA ,

АЧП/

/ЧП

где EVA - экономическая добавленная стоимость.

Таким образом, используя все три рычага, получим PEVA - показатель, отражающий степень чувствительности EVA к изменению объема производства:

AEVA/

ОР . ФР. ГР = aQE/VA = Peva

/q

Допустим, что Р^А= 3, тогда изменение объема производства на 1% приводит к росту EVA на 3%. Но может возникнуть и ситуация, когда например, ОР = 1,2, ФР = 1,2, СР = 0,6, в этом случае значение РЕ^ = 0,864 (меньше 1), и в этом случае даже 20% рост объема производства приведет лишь к 17,2% росту эконо-

Рис. 3. Динамика EVA и чистой прибыли по ОАО «Михайловский ГОК»

Рис. 4. Чувствительность EVA к изменению чистой прибыли и инвестированного капитала для ОАО «Михайловский ГОК»

мической добавленной стоимости или росту рыночной стоимости предприятия.

В работе были выполнены аналогичные расчеты и для ОАО «Михайловский ГОК» -железорудного предприятия района КМА, финансовое состояние которого на данный момент стабильно (табл. 3).

Заметно, что с точки зрения EVA, отражающей стратегические цели предприятия, деятельность ОАО «Михайловский ГОК» не столь эффективна, как об этом говорят текущие показатели прибыли, рентабельности и т. д.

Вопрос практической реализации BSC приводит к необходимости эффективной организации анализа и сбора данных. Это можно сделать при помощи корпоративных информационных систем. Существует специализированное программное обеспечение в составе корпоративных информационных систем, сертифицированное Balanced Scorecard Colaborative, поддерживающее технологию BSC, на практике же система может быть реализована даже с помощью MS EXCEL.

— Коротко об авторах ------------------------------------------------------------------

Виноградова В.В., Сидорова Т.В. - Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова (технический университет).

-А

© Г. А. Катков, 2005

УДК 622.272.831 Г.А. Катков

ХАРАКТЕР ДЕФОРМИРОВАНИЯ ЛЬДОПОРОДНОГО МАССИВА ПРИ ПОДЗЕМНОЙ РАЗРАБОТКЕ МЕСТОРОЖДЕНИЙ В КРИОЛИТОЗОНЕ

Семинар № 13

начительная часть месторождений полезных ископаемых сосредоточена в северных и северо-восточных регионах России. Технология разработки этих месторождений базируется на использовании специфических условий залегания горных пород и климатических особенностях криолитозоны. С геомеханических позиций эффективным является применение в качестве несущих конструкций (целиков, закладки) льдопородных массивов, обладающих длительной прочностью.

Исследования по определению прочностных свойств льдопородных массивов показали, что криогенная текстура их характеризуется формой, величиной и расположением ледяных включений в мерзлых породах.

Степень льдистости горного массива определяется соотношением объемов льда и породы. При объеме льда более 40 % от общего объема массива, последний считается сильнольдистым. Размеры ледяных прослойков в мерзлых породах изменяются в довольно широком диапазоне. При толщине ледяных прослойков менее 0,5 м лед рассматривается как включение и является текстурообразующим. При значительных размерах прослойков льда (линзах, пластах) массив рассматривается как льдопородный.

При проектировании криогенных конструкций наиболее важными являются такие свойства льдопородного массива, как упругость, пластичность и вязкость. Эти показатели характеризуют деформирование элементов конструкции с учетом величины и времени их нагружения.

Одной из наиболее важных характеристик льдопородного массива является прочность на сжатие (растяжение). От этих показателей зависит сопротивление материала разрушению и развитию значительных пластических деформаций, приводящих к потере устойчивости всей конструкции. Следует заметить, что в этом процессе большую роль играют прочностные характеристики льда и их изменения в зависимости от скорости нагружения и скорости деформации (рис. 1). Как видно из рисунка, прочность льда на одноосное сжатие резко падает при увеличении скорости нагружения и деформации.

При оценке устойчивости криогенных конструкций необходимо учитывать и такой показатель материала, как сопротивление сдвигу. Исследования показали, что для льда и льдопородного массива возможно применение теории Кулона. В этом случае коэффициент сдвига определяется по значениям сопротивления материала сжатию и растяжению:

К = (Ксж - КР )

с и Кож Кр

Уравнение сдвига позволяет построить паспорта прочности материала и определить разрушающие напряжения.

Для описания процессов деформирования льдопородных массивов во времени могут быть применены различные теории нелинейного течения твердых тел [1-3]. Специфические особенности льда и льдопородного массива не позволяют в полной мере применять к ним общие законы деформирования горных пород во времени. Поэтому рассмотрение вопросов реологии этих материалов основывается на некоторых гипотезах и данных

К*# • МПа

Рис. 2. Кривые ползучести льдопородного массива (Л =

0,4; Т= - 3 °С)

экспериментальных исследований

При построении уравнения состояния любого реального тела исходят из двух основных зависимостей: деформации от времени при постоянном напряжении и напряжения от времени при постоянной деформации. В первом случае рассматривается явление ползучести материала, а во втором рассматривается явление релаксации.

Развитие деформаций льдопородного массива включает несколько стадий: стадию первичной, неустановившейся ползучести; стадию вторичной, условно установившейся ползучести с минимальной скоростью течения и стадию ползучести с постоянной наибольшей скоростью течения. Ползучесть льдопородного массива во многом зависит от показателя льдистости Л (соотношения твердых породных включений и льда) и величины нагрузки (напряжения ст). На рис. 2 проведены кривые ползучести льдопородного массива при температуре - 3 °С, льдистости Л = 0,4 и нагрузках от 0,4 до 0,8 МПа.

Характерной особенностью льда и льдопородных сред является практически линейная зависимость между приращениями деформаций и приращениями напряжений в любой момент времени, что указывает на проявление линейной ползучести.

Изложенные положения о деформировании сплошных сред в большей степени справедливы для льда и льдопесчаных массивов. При наличии в массиве достаточно крупных породных включений возможно рассмотрение его деформирования как дискретной среды с различными условиями связи твердых породных включений и льда. В этом случае к дискретным телам применимы лишь

0 35 9? 144 192 240 2І* 1,4.

уравнения равновесия и не применимы уравнения совместности деформаций.

Важным этапом в оценке несущей способности криогенных конструкций является рассмотрение характера их разрушения. Хрупкое поведение материала связано с его существенно упругой реакцией, когда деформация хрупкого образца однородна вплоть до момента разрушения.

Характер реакции материала на внешнюю нагрузку во многом определяется температурой и скоростью нагружения. При изменении этих параметров может происходить постепенный переход из одного типа разрушения в другой (например, хрупко-вязкий).

При использовании льдопородного массива в качестве охранных сооружений (меж-дукамерных и барьерных целиков, закладки выработанного пространства) при подземной разработке месторождений полезных ископаемых в условиях многолетней мерзлоты необходимо учитывать физико-механические свойства и характер деформирования массива, сложенного из двух компонентов - льда и горной породы.

------------------------------------------------------------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Общее мерзлотоведение (геокриология), под ре- 3. Цытович Н.А. Механика мерзлых грунтов. - М.:

дакцией В.А. Кудрявцева, - М.: изд-во МГУ, 1978. Высшая школа, 1973.

2. Вялов С.С., Докучаев В.В., Шейнкман Д.Р. Подземные льды и сильнольдистые грунты как основания сооружений. Л; Стройиздат, 1976.

— Коротко об авторах -------------------------------------------------------------------------

Катков Геннадий Алексеевич - профессор, доктор технических наук, Московский государственный открытый университет.

ТТ7