Влияние знакопеременных температурных воздействий на энергоемкость процесса дробления горных пород тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.20, кандидат технических наук Захаров, Евгений Васильевич

• Захаров, Евгений Васильевич
• кандидат технических наук
• 2012

Оглавление диссертации кандидат технических наук Захаров, Евгений Васильевич

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1 ПРЕДМЕТ, СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕННОСТИ, ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1 Энергоемкость различных способов разрушения горных пород

1.2 Влияние отрицательных температур на прочностные показатели и энергетические характеристики разрушения горных пород

1.2.1 Влияние воды и ПАВ на прочность горных пород

1.3 Влияние циклов замораживания-оттаивания на прочностные показатели горных пород

1.4 Постановка, цели и задачи исследований

2 МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ УДЕЛЬНОЙ ЭНЕРГОЕМКОСТИ РАЗРУШЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД

2.1 Методы динамических испытаний и определения энергоемкости разрушения горных пород

2.2 Определение удельной энергоемкости разрушения горных пород на маятниковом копре

2.3 Определение удельной энергоемкости разрушения горных пород на

вертикальном копре

Выводы

3 ВЛИЯНИЕ ОТРИЦАТЕЛЬНЫХ ТЕМПЕРАТУР НА УДЕЛЬНУЮ ЭНЕРГОЕМКОСТЬ РАЗРУШЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД

3.1 Влияние отрицательных температур на удельную энергоемкость разрушения карбонатных пород с различной пористостью

3.2 Удельная энергоемкость разрушения кимберлита в условиях отрицательных температур

3.2.1 Общие сведения и особенности вещественного состава кимберлита трубки «Интернациональная»

3.2.2 Общие сведения и особенности вещественного состава 72 кимберлита трубки «Мир»

3.2.3 Экспериментальная часть

3.3 Удельная энергоемкость разрушения углей при различных

отрицательных температурах

Выводы

4 ВЛИЯНИЕ ЦИКЛОВ ЗАМОРАЖИВАНИЯ-ОТТАИВАНИЯ НА УДЕЛЬНУЮ ЭНЕРГОЕМКОСТЬ РАЗРУШЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД

4.1 Воздействие циклического замораживания-оттаивания на удельную энергоемкость разрушения карбонатных пород

4.2 Удельная энергоемкость разрушения пород определенного класса крупности после воздействия циклов замораживания-оттаивания

4.3 Воздействие циклического замораживания-оттаивания на удельную энергоемкость разрушения кимберлитов

4.3.1 Дезинтеграция кимберлита под воздействием циклов замораживания-оттаивания

4.4 Возможность применения полученных данных для практических

целей

Выводы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Влияние знакопеременных температурных воздействий на энергоемкость процесса дробления горных пород»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследований.

При добыче и переработке полезных ископаемых наиболее энергоемким технологическим процессом является разрушение горных пород. В России ежегодно несколько миллиардов тонн различных геоматериалов, таких как руды, угли, строительные материалы и др. виды минерального сырья, извлекаются из недр и подвергаются дроблению и измельчению. По оценкам Гончарова С.А. и др. исследователей в себестоимости концентрата на предприятиях черной и цветной металлургии России процесс разрушения занимает 60% [1]. В связи с этим одной из главных задач горной науки является разработка новых технологий добычи и переработки, которые позволят значительно сократить энергозатраты на разрушение горных пород. При этом необходимы знания о закономерностях их деформирования и разрушения.

За последние 150 лет выявлены многие закономерности процессов дробления и измельчения горных пород. Эмпирические соотношения Кика, Риттингера и Бонда, называемые законами измельчения, стали классическими и широко используются в производственной практике [2]. По мнению П.А. Ребиндера неудачи в поисках универсальных законов измельчения обусловлены тем, что в них процессы разрушения твердых тел рассматриваются без учета роли внешней среды [3].

В исследованиях отечественных и зарубежных ученых показано, что понижение температуры от 20°С до -50°С и ниже может приводить как к увеличению, так и уменьшению прочности и энергоемкости разрушения горных пород. Единого мнения о закономерностях изменения этих характеристик нет.

В связи с вышеизложенным, установление закономерностей изменения энергоемкости разрушения горных пород при знакопеременном температурном воздействии, является актуальной научной задачей.

Основой диссертационной работы послужили результаты исследований, выполненных автором в качестве исполнителя плановых госбюджетных НИР ИГДС СО РАН: проект 25.2.3 «Особенности деформирования и разрушения геоматериалов в условиях неоднородных температурных и силовых полей» (2004-2006 гг. № гос. per. 0120.0408609); проект № 7.7.1.3 «Исследование влияния силовых и температурных полей на процессы, происходящие в верхних слоях земной коры при техногенном воздействии» (2007-2009 гг. № гос. per. 01.2.007 06515); проект VII.60.4.1 «Поведение геоматериалов и массивов горных пород при воздействии неоднородных силовых и знакопеременных температурных полей» (20102012 гг. № гос. per. 01201050748); проект РФФИ 09-08-00832 «Исследование закономерностей изменения удельной энергоемкости разрушения геоматериалов при знакопеременных температурных воздействиях» (20092011 гг. № гос. per. 01200954239).

Объект исследований: карбонатные породы, бурые и каменные угли, кимберлит различных месторождений Якутии.

Предмет исследований: энергоемкость разрушения горных пород при воздействии на них отрицательных температур и циклов замораживания-оттаивания.

Целью работы является установление закономерностей изменения удельной энергоемкости разрушения горных пород при воздействии отрицательных температур и циклов замораживания-оттаивания.

Идея работы заключается в использовании знакопеременных температурных воздействий для разупрочнения горных пород.

Задачи исследований:

разработка методики определения удельной энергоемкости разрушения горных пород;

- исследование воздействия отрицательных температур на удельную энергоемкость процесса разрушения горных пород;

- исследование воздействия циклического замораживания-оттаивания на удельную энергоемкость разрушения горных пород.

Методы исследований: анализ и обобщение литературных источников, лабораторные и экспериментальные исследования, обработка полученных данных с использованием методов математической статистики.

Положения выносимые на защиту:

1. Методика определения удельной энергоемкости разрушения горных пород, позволяющая учитывать влияние знакопеременных температурных воздействий.

2. В диапазоне температур -5°С...-10°С существует локальный минимум, в котором удельная энергоемкость разрушения карбонатных пород карьеров «Удачный», «Мохсоголлох», кимберлита трубок «Интернациональная», «Удачная» на 10 - 40% ниже, чем при положительной температуре.

3. Удельная энергоемкость разрушения карбонатных пород и кимберлита алмазоносных месторождений Якутии после трех циклов замораживания-оттаивания в водной среде снижается в 2-3 раза.

Достоверность и обоснованность полученных автором результатов обеспечиваются: корректностью постановки задач и выбором методов исследований, большим объемом экспериментальных исследований и обработкой полученных данных с использованием методов математической статистики, натурными данными по дезинтеграции рудного сырья на месторождениях АК «АЛРОСА».

Научная новизна работы заключается в следующем:

- разработана методика определения удельной энергоемкости разрушения горных пород, отличающаяся тем, что испытания проводятся на образцах неправильной формы при отрицательных температурах, и позволяющая оценить относительное изменение удельной энергоемкости разрушения горных пород при знакопеременных температурных воздействиях;

- впервые экспериментально установлено, что в диапазоне температур -5°С...-10°С удельная энергоемкость разрушения карбонатных пород карьеров «Удачный», «Мохсоголлох» и кимберлита трубок «Интернациональная», «Удачная» на 10-40% ниже, чем при температуре +20°С;

- установлено, что воздействие трех циклов замораживания-оттаивания (-20°С, +20°С) в водной среде, приводит к снижению удельной энергоемкости разрушения карбонатных пород и кимберлита алмазных месторождений Якутии на 50-70%;

- установлено, что воздействие трех циклов замораживания-оттаивания в водной среде на кимберлит алмазных месторождений Якутии, приводит к дезинтеграции более 70% исходного материала без механического воздействия.

Практическое значение работы заключается в том, что полученные закономерности влияния отрицательных температур и циклов замораживания-оттаивания на удельную энергоемкость разрушения горных пород могут послужить основой для разработки:

- энергосберегающих технологий добычи и переработки полезных ископаемых;

- мероприятий по обеспечению устойчивости горных выработок;

кристаллосберегающих технологий добычи и переработки алмазосодержащего сырья.

Личный вклад автора состоит: в разработке методики исследования энергоемкости разрушения горных пород; в проведении большого объема экспериментальных работ, статистической обработке данных; в анализе полученных результатов и их интерпретации.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на: семинарах и заседаниях ученого совета ИГДС СО РАН (г. Якутск, 2008, 2010, 2011 гг.); научном симпозиуме «Неделя горняка» (г. Москва, 2007, 2008 гг.); Республиканских конференциях молодых ученых «Эрэл» (г. Якутск,

2007, 2009, 2011 гг.); XIV Лаврентьевских чтениях» (г. Якутск, 2010); VIII, IX и X научно-технических конференциях, посвященных памяти профессора Н.С. Иванова «Современные проблемы теплофизики в условиях крайнего Севера» (г. Якутск, 2007, 2009, 2011 гг.); IV и V Евразийских симпозиумах, посвященных памяти В.П. Ларионова «Eurastrencold» (г. Якутск, 2008, 2010 гг.); III Международной научной конференции «Проблемы комплексного освоения георесурсов» (г. Хабаровск, 2009 г.); IX Международном симпозиуме по развитию холодных регионов «ISCORD-2010» (г. Якутск, 2010 г.); Всероссийском научном молодежном форуме «Геокриология -прошлое, настоящее, будущее» (г. Якутск, 2010 г.); Международной научно-практической конференции, посвященной 50-летию института «Якутнипроалмаз»: «Проблемы и пути эффективной отработки алмазоносных месторождений (г. Мирный, 2011); Всероссийской научно-практической конференции: «Геомеханические и геотехнологические проблемы эффективного освоения месторождений твердых полезных ископаемых северных и северо-восточных регионов России», посвященной памяти чл.-корр. РАН Новопашина М.Д. (г. Якутск, 2011).

Публикации. Результаты исследований отражены в 20 работах, в том числе в 3 статьях, опубликованных в научных изданиях, рекомендованных ВАК России.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, заключения, 5 приложений и содержит 120 страниц машинописного текста, 20 таблиц, 34 рисунка, список литературы из 85 наименований.

1 ПРЕДМЕТ, СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕННОСТИ, ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ

ИССЛЕДОВАНИЙ

В связи с интенсивным ростом объемов добычи и переработки полезных ископаемых, в горнодобывающей промышленности постоянно увеличивается энергопотребление. Значительная часть бюджета России формируется за счет горного производства, в связи с этим необходимо, чтобы себестоимость добываемых полезных ископаемых была конкурентноспособной на международном рынке.

Как известно, самыми энергоемкими, а значит и дорогостоящими, операциями являются отбойка, дробление и измельчение полезных ископаемых. По некоторым оценкам на эти операции приходятся от 60 - 80% от общих затрат и эксплуатационных расходов предприятия. Отсюда и вытекает одна из главных задач горной науки - предложить новые технологии добычи и переработки полезных ископаемых, которые позволят существенным образом уменьшить энергозатраты на их разрушение. Для сокращения энергетических затрат необходимо знать прочностные параметры горных пород и минералов, закономерности их деформирования и разрушения.

1.1 Энергоемкость различных способов разрушения горных пород

В настоящее время разработка новых способов разрушения связана с воздействием на горные породы различных видов энергии (высокочастотные и сверхвысокочастотные электромагнитные и электрические поля, концентрированные потоки электронов, фотонов, а также изменение механизма разрушения - плавление, испарение, растворение) [1]. Однако, несмотря на значительное количество способов ослабления горных пород, энергоемкость процессов их разрушения остается довольно высокой.

Развитие существующих и разработка новых способов разрушения горных пород осуществляются главным образом в направлении совершенствования средств воздействия на породы и увеличения скорости отделения материала от массива. Это достигается путем изменения геометрии породоразрушающего инструмента, изыскания новых армирующих материалов для его оснащения и управления напряженным состоянием призабойной зоны на основе направленного изменения состояния массива при воздействии различных физических полей. Изменение геометрии породоразрушающего инструмента позволяет реализовать такую схему нагружения, при которой в разрушаемом массиве преобладают напряжения отрыва и сдвига, а в самом инструменте - напряжения, наиболее выгодные с точки зрения его прочности. Но при значительных успехах и достижениях в области получения сверхтвердых материалов, породоразрушающие инструменты далеко не всегда обеспечивают интенсификацию процесса разрушения крепких горных пород, из-за их низкой прочности и износостойкости.

В связи с этим, возникает необходимость разработки способов разрушения, основанных на предварительном ослаблении отрабатываемой зоны горного массива, при котором изменяются его физико-механические свойства в сторону снижения прочностных показателей и энергозатрат на его разрушение.

Существующие способы ослабления горных пород можно разделить на пять классов: механические, термические, химические, биологические и технологические. Наибольшее число вариантов применения приходится на термическое ослабление горных пород. Сюда входят: нагрев массива пламенем, горелкой, паром, горячей водой и т.д.; глубокое охлаждение жидким азотом; применение знакопеременных температурных воздействий; облучение лазером, электромагнитными полями, ультразвуком, СВЧ полями и т.д. [4].

В работе Миронова Е.И. приведена сравнительная оценка относительной энергоемкости разрушения горных пород различными способами (см. табл. 1.1). Самый низкий показатель приходится на мощный высокоскоростной удар - 0,07. Чуть больше энергии затрачивается при термомеханическом разрушении - 0,1. Энергоемкость термомеханического разрушения ниже энергоемкости шарошечного бурения в 7, а плазменного в 1200 раз [5].

Таблица 1.1 - Сравнительная оценка энергоемкости различных способов

разрушения горных пород.

Относительная

Способ разрушения энергоемкость разрушения

Термические

Лазерный луч 450

Плазма 120

Электронный луч 8

Гидравлические

Низкоскоростная струя воды 85

Непрерывная струя высокого давления 45

Пульсирующая струя высокого давления 1

Механические

Ультразвук 1,5

Коническая шарошка 0,7

Мощный механический удар 0,5

Направленный удар средней мощности и скорости 0,2

Мощный высокоскоростной направленный удар 0,07

Комбинированные

Гидромеханический 40

Термомеханический 0,1

Энергозатраты на осуществление процессов дробления и измельчения горных пород являются объектом управления с точки зрения создания условий для эффективной выемки полезного ископаемого, его транспортировки, раскрытия зерен, разделения полезного ископаемого и вмещающих пород [6].

Общепринято, что критерием оптимизации в данном случае выступает

минимум удельных затрат энергии или энергоемкость разрушения горных пород. Под энергоемкостью разрушения горных пород понимаются затраты энергии на разрушение единицы объема горной породы при заданной степени разрушения [6].

Несмотря на большое число исследований энергоемкости разрушения горных пород, к наиболее фундаментальным из которых можно отнести работы Риттингера, Кармазина, Бонда, Кирпичева, Ребиндера и других, применение их результатов на практике встречает ряд трудностей. Главная причина - нелинейный характер свойств горной породы.

Дробление горных пород осуществляется при подготовке руд к обогащению, а также при производстве щебня на карьерах по добыче нерудных полезных ископаемых. Измельчение горных пород осуществляется при подготовке руды к обогатительному переделу.

Основные энергетические показатели процессов дробления и измельчения горных пород [1]:

- техническая энергоемкость разрушения, Эт, (Дж/кг);

- физическая энергоемкость разрушения, Эф, (Дж/кг);

- техническая энергоемкость образования единицы новой поверхности

■л

при разрушении, 1¥т, (Дж/м );

- физическая энергоемкость образования единицы новой поверхности при разрушении (удельная энергоемкость разрушения), Жф, (Дж/м );

Техническая энергоемкость разрушения Эт - это количество энергии, затраченной техническим средством на разрушение единицы массы горной породы. В системе СИ ее размерность - Дж/кг, в технической системе в горнодобывающей промышленности, это Квт-ч/т.

Численное значение величины Эт определяют по формуле:

N - N

(1)

где ^ - потребляемая мощность дробилки (мельницы) при ее работе, Дж/с или кВт; Л^- потребляемая мощность дробилки (мельницы) в холостом

режиме, Дж/с или кВт; <2 - производительность дробилки, кг/с или т/ч.

Физическая энергоемкость разрушения Эф — это количество энергии, затраченной на собственно разрушение единицы массы горной породы без учета потерь энергии в техническом средстве разрушения.

Численное значение величины Эф (Дж/кг) определяют по формуле [1]:

* (2)

2Е- р

где а— предел прочности породы на разрушение (сжатие, растяжение, сдвиг), Па; Е - модуль упругости горной породы, Па; р - плотность горной породы, кг/м3 или т/м3.

Предел прочности на сжатие горных пород примерно в 10 раз больше предела прочности на растяжение и примерно в 7 раз больше предела прочности на сдвиг. Поэтому, энергоемкость разрушения горных пород при сжатии будет в 100 раз более энергоемким, чем при разрушении растяжением и в 49 раз выше, чем при разрушении сдвигом. Из этого следует, что технические способы и средства разрушения горных пород при их дроблении и измельчении необходимо создавать такие, при которых разрушение происходило бы за счет растягивающих или сдвиговых напряжений [7, 8].

Техническая энергоемкость образования единицы новой поверхности Жт при разрушении горных пород - определяется количеством энергии, затраченной техническим средством для образования единицы новой поверхности в процессе разрушения. Величину Жт (Дж/м2) определяют по

формуле:

Ъ=О)

где Зу - удельная поверхность продуктов разрушения (суммарная поверхность продуктов разрушения единицы массы горной породы), м2/кг.

Численное значение величины Бу определяют методом сложения средневзвешенной удельной поверхности в каждой фракции после рассева продуктов разрушения горных пород по формуле (4).

-л

где Буг - удельная поверхность продуктов разрушения в 1-й фракции, м . Величину 8У1 экспериментально определяют пользуясь соотношением:

(5)

Чг

где 4 - размер (диаметр) /-й фракции, м; - количество частиц /-й фракции; ц1 - масса г'-й фракции, кг; Д - долевое участие по массе г'-й фракции в продуктах разрушения породы.

Величина ¿у зависит от размера /-й фракции и от плотности породы. Ее можно рассчитать по формуле [1]:

с

^у = ' (6)

V,-Р

где 6*/ - площадь поверхности одной частицы г'-й фракции, м2; V, - объем одной частицы / -й фракции, м3; р - плотность породы, кг/м3 или т/м3.

Изменение удельной поверхности продуктов разрушения горных пород при их дроблении (измельчении) пропорционально изменению размера частиц [1].

Физическая энергоемкость образования единицы новой поверхности 1¥ф (удельная энергоемкость разрушения) - определяется количеством энергии, необходимой для образования единицы новой поверхности пород при их разрушении без учета потерь энергии в техническом средстве осуществляющем процесс разрушения. Именно удельная энергоемкость разрушения горных пород будет рассматриваться в диссертационной работе.

1.2 Влияние отрицательных температур на прочностные показатели и энергетические характеристики разрушения горных пород

Добыча и переработка полезных ископаемых в условиях Крайнего Севера, в отличие от центральной части России, затруднена ввиду отсутствия развитой инфраструктуры и жестких природно-климатических условий. В

некоторых районах более полугода температура окружающего воздуха остается ниже 0°С.

Воздействие отрицательных температур на основные физические свойства как дисперсных, так и скальных пород представляет исключительно большой научный интерес потому, что с одной стороны, такое влияние в некоторых случаях может кардинально менять эти свойства, а с другой стороны, существуют неограниченные возможности для практического использования данного эффекта [9].

Промерзание различных типов горных пород сопровождается многообразными и сложными теплофизическими, физико-химическими и физико-механическими процессами, которые приводят к существенным преобразованиям их вещественного состава, структуры, текстуры и свойств. Изучением этих вопросов занимались Ершов Э.Д. [10], Шестернев Д.М. [11], Жесткова Т.Н. [12], Конищев В.Н. [13], Попов А.И., Сергеев Е.М. [14], Тютюнов И.А., Шушерина Е.П. [15], Цытович H.A. [16] и др. отечественные и зарубежные исследователи.

Исследованию прочностных показателей и работы разрушения горных пород в различном диапазоне отрицательных температур посвящены работы: Дмитриева А. П. [17], Барона Л.И. [18, 19], Курбатова В.М., Гончарова С. А.[17], Москалева А.Н. [20], Галяса A.A. [21], Полуянского С.А., Федулова А.И. [22], Иванова P.A. [23], Курилко A.C. [9], Розенбаума М.А.[24], Y. Inada [25], Жердева Г.С. [26], Попова H.H., Ржевского В.В. [27], Новика Г.Я. [27], N. Kinoshita и др. отечественных и зарубежных исследователей.

Мерзлыми грунтами и горными породами принято называть грунты, горные породы и дисперсные материалы, имеющие отрицательную или нулевую температуру, в которых хотя бы часть воды замерзла, т.е. превратилась в лед, сцементировавший минеральные частицы [28].

Основным показателем процесса ударного разрушения мерзлого грунта принята удельная энергоемкость, т.е. количество энергии, идущее на

о

разрушение или отделение от массива 1 м мерзлого грунта. Проведенные

раннее исследования позволили установить, что на величину удельной энергоемкости скола оказывают влияние следующие факторы: форма и размеры скалывающего органа, энергия единичного удара, частота ударов, скорость приложения нагрузки, толщина разрушаемого слоя и т.д. [29].

Основными факторами, влияющими на сопротивление мерзлых грунтов разрушению механическими способами, являются их температура, влажность и гранулометрический состав.

Для всех грунтов с понижением их температуры сопротивляемость разрушению и энергоемкость непрерывно возрастают [29]. Н. А. Цытович объясняет это явление уменьшением количества незамерзшей воды в грунте с понижением его температуры [30]. А. Н. Зеленин считает, что эта гипотеза справедлива только при сравнительно небольших отрицательных температурах грунта порядка -3^5°С, а при более низких температурах определяющим фактором является все возрастающая прочность кристаллической решетки льда [31]. При отрицательных температурах выше -2°С величина энергоемкости разрушения не следует общей закономерности, а имеет относительно более высокие значения, что объясняется меньшим объемом скалываемого грунта вследствие его повышенной пластичности [22].

По данным исследований проведенных И.А. Недорезовым, сопротивление сдвигу составляет 30-40%, а сопротивление разрыву достигает 20-35% от сопротивления сжатию. Таким образом, на энергоемкость разрушения мерзлого грунта определенное влияние оказывает вид возникших деформаций, т.е. для разрушения мерзлого грунта необходимо применять способы, при которых преобладает деформация разрыва [32].

Хрупкость мерзлых грунтов возрастает с понижением отрицательной температуры и увеличением скорости приложения нагрузки. Температура влияет не только на величину разрушающего напряжения, но и на характер

развития деформаций. При низких температурах мерзлый грунт разрушается, как хрупкое тело, при относительно высоких - как пластичное.

С увеличением влажности сопротивление разрушению мерзлых грунтов возрастает до максимального значения, соответствующего влажности, близкой к полному заполнению пор грунта льдом. Дальнейшее увлажнение снижает величину сопротивления разрушению, которая будет стремиться к ее значению для чистого льда при данной температуре.

Гранулометрический состав грунта также влияет на его сопротивляемость разрушению. При обычных видах разрушения (резание, сжатие) наибольшей прочностью отличаются песчаные грунты, наименьшей - глины. При ударной нагрузке наблюдается обратное явление -энергоемкость повышается по мере перехода от крупнозернистых грунтов (песков) к дисперсным (глинам). По данным А. Н. Зеленина, удельная энергоемкость скола песка меньше, чем удельная энергоемкость скола супеси в 1,5 раза, легкого суглинка - в 2 и тяжелого суглинка - в 2,5 раза [31].

Исследования, проведенные И.А. Тютюновым показали, что при промораживании сыпучих и связных тел их механическая прочность диаметрально изменяется. Сыпучие тела при оптимальном уплотнении и влажности приобретают прочность уже в 2-3 раза большую, чем прочность связных пород при тех же условиях. Стоит отметить, что прочность льда в несколько раз меньше прочности смерзающегося грунта. При этом смерзшиеся мелкозернистые пески, сцементированные льдом обладают механической прочностью в 8-10 раз больше чем лед, а суглинки в 3-4 раза [33].

Большинство исследователей считают, что механические свойства изверженных и метаморфических пород практически не зависят от их температуры. Пределы прочности коренных осадочных пород при замораживании возрастают, что объясняется цементирующим действием содержащегося в порах льда [34-36].

Характер изменения прочностных свойств горных пород имеет большое значение для выбора технических средств и способов разрушения горных пород при добыче и обогащении полезных ископаемых. У рыхлых водонасыщенных пород с понижением температуры от 0°С до -20...-30°С прочность увеличивается и они переходят в категорию скальных [37, 38]. Прочность этих пород практически целиком определяется цементирующим действием льда и зависит от температуры, влажности, количества незамёрзшей воды.

Некоторые условия низкотемпературного воздействия могут привести не только к микрорастрескиванию поверхности, но и к объемному разрушению горных пород макротрещинами. Экспериментальными работами по охлаждению образцов горных пород и образцов из оптически прозрачных материалов установлено, что в зависимости от режимов охлаждения глубина раскрытия трещины может на порядок и более превосходить толщину охлажденного слоя. Было установлено, что скорость развития трещин значительно превосходит скорость проникновения холодного фронта в горную породу [39].

Влияние отрицательных температур на прочностные свойства горных пород исследовалось М.А. Розенбаумом в холодильной камере ВНИМИ. Исследования проводились на образцах скальных горных пород цилиндрической формы диаметром 30—43 мм и высотой 60—86 мм, изготовленных из песчаников разной крепости, известняка, диабаза, мрамора, горючего сланца, каменного угля и силикатного кирпича. При испытании каждой разновидности горных пород исследовалось по 10 образцов в состоянии полного влагонасыщения, причем 5 из них испытывались при положительной температуре, а другие 5 ставились в холодильную камеру и выдерживались в течение 16—20 часов при отрицательной температуре, соответствующей температуре испытаний. После выдержки, образцы испытывались на прессе для определения прочностных характеристик пород. Результаты исследований показали, что при замораживании коренных

горных пород может происходить как увеличение, так и уменьшение их прочности на 20—40% по сравнению с их прочностью при положительной температуре. Причем независимо от эффективной пористости повышение прочности мерзлых образцов наблюдалось при испытаниях песчаника среднезернистого, горючего сланца и угля, на 17, 34 и 45 % соответственно. Понижение температуры водонасыщенных образцов из мрамора, известняка, диабаза, сланца, песчаника мелкозернистого и силикатного кирпича, до -5°С приводит к снижению их прочности на 40, 33, 14, 20, 27, и 25% соответственно. В среднем снижение прочности у данных образцов при понижении температуры от комнатной до -5°С составило около 30 % [24].

В Японии были проведены исследования влияния отрицательных температур на поведение туфов в целях изучения устойчивости склонов, сложенных этими породами. Было установлено, что при температуре -20°С прочность на сжатие и на разрыв туфов возрастает с увеличением содержания в них воды. При этом градиент роста прочности на разрыв выше, чем прочности на сжатие. Изменяется и характер деформации: при отсутствии воды деформация носит упругий характер вплоть до пиковой прочности, в водонасыщенном состоянии поведение туфа при деформировании становится нелинейным. Прочность на сжатие и разрыв водонасыщенного туфа возрастает при понижении температуры от -5 до -200°С, в то время как в сухом состоянии она остается постоянной при изменении температуры. Кроме того, в водонасыщенном состоянии прочность туфов существенно возрастает при увеличении скорости деформирования. Установленные особенности поведения туфа объясняются свойствами льда, образующегося в нем при его насыщении водой.

Влияние отрицательных температур на прочностные характеристики горных пород исследовалось У. 1пас1а & N. КтозИка. Ими установлено, что понижение температуры от 0 до -10 °С приводит к увеличению прочности на растяжение на 20% у образцов гранита в насыщенном и воздушно-сухом состояниях. Дальнейшее снижение температуры до -60°С, а затем и до

-160°С приводит к увеличению прочности гранита на 15% и 10%, соответственно. Аналогичные испытания были проведены с андезитом и песчаником в воздушно-сухом состояниях. Их прочность на растяжение при температуре -160°С увеличилась на 15% и 30% соответственно, в отличие от прочности полученной при положительной температуре [25].

По результатам экспериментальных исследований коренных вмещающих пород, угольных месторождений «Сангарское» и «Аркагалинское», J1.C. Бурштейном и А.Н. Курочкиным установлено, что пределы прочности при сжатии при положительной и отрицательной температурах незначительно отличаются друг от друга. С другой стороны, предел прочности на растяжение при понижении температуры до -20°С значительно возрастает, причем этот эффект усиливается с увеличением влажности. Повышение влажности пород значительно снижает их прочность как при положительной, так и отрицательной температурах.

В работе Ю.Д. Дядькина установлено, что предел прочности при сжатии коренных осадочных пород при температуре -20°С возрастает на 25 -55%, а предел прочности при растяжении возрастает в несколько раз по сравнению с талым состоянием [40].

В работе A.A. Козеева и В.Ю. Изаксона приводятся результаты испытаний прочности доломитовых известняков бортов карьера «Мир», в интервале температур от +20 до -35°С и влажности от 0 до 5%. Установлено, что с понижением температуры от 0°С и ниже прочность пород возрастает. Резкое повышение прочности происходит в интервале температур от 0° до -5°С (прочность повышается на 40-100% в зависимости от влажности). При отрицательной температуре наибольшей прочностью обладают образцы пород с влажностью, близкой к 1%, наименее прочные - образцы пород с влажностью, близкой к максимальной влагоемкости породы [36].

В работах В.Н. Скубы и Д.П. Сенука также отмечено, что прочность мерзлых осадочных горных пород при отрицательной температуре,

характерной для шахт и рудников многолетней мерзлоты, несколько выше прочности оттаявших.

С другой стороны, имеются данные, которые показывают сложный характер изменения прочностных характеристик скальных пород при замораживании. В результате экспериментов проведенных Г.С. Жердевым,

H.H. Поповым и др. установлено, что при охлаждении скальных пород до температур -50 -90°С наблюдается снижение предела прочности на растяжение этих пород на 30-50% по сравнению с их прочностью при положительной температуре. Предел прочности на сжатие данных пород в том же диапазоне температур практически остается постоянным или же снижается незначительно. Дальнейшее понижение температуры приводит к тому, что предел прочности на растяжение становиться выше на 30-50 %, чем при положительной температуре. При температуре -150°С предел прочности на растяжение исследуемых пород, становится равным значениям, полученным при температуре +20°С, а предел прочности на сжатие увеличивается и становится на 50—70% выше, чем при положительной температуре [26]. По мнению авторов в интервале температур от -50 -90°С спад прочности объясняется развитием микроразрывов на границах минеральных зерен структурными термическими напряжениями. При понижении температуры ниже этого диапазона превалирующую роль имеет упрочнение минералов при их охлаждении [17].

В исследованиях проведенных A.C. Курилко установлено, что прочность на сжатие карбонатных пород (см. рис. 1.1) и кимберлита (см. рис.

I.2) алмазных месторождений Якутии при отрицательных температурах в зоне фазовых переходов существенно ниже, чем при положительных. В диапазоне температур от 0^-20°С происходит резкое снижение (на 50 и 40% соответственно) прочности пород, что обусловлено температурными деформациями составляющих минералов и ростом кристаллов порового льда. Дальнейшее понижение температуры приводит к увеличению прочности породы [9].

I £

аз

>2 л

| ■§

?3 ИТ*

У с

0 £ аа о

1 А о с

1,8 1.6 1,4 1.2 1

0.8 0,6 0,4 0.2 0

Ж1 Ф-2 »3: А-4. Х5 «Среднее;

1 А

——-ТС?*/

Заключение диссертации по теме «Геомеханика, разрушение пород взрывом, рудничная аэрогазодинамика и горная теплофизика», Захаров, Евгений Васильевич

Основные результаты и выводы, полученные лично автором, заключаются в следующем:

1. Разработана методика определения энергоемкости разрушения горных пород, которая позволяет оценить относительное изменение удельной энергоемкости разрушения горных пород при знакопеременных температурных воздействиях.

2. Впервые экспериментально установлено, что в диапазоне температур -5°С.-10°С удельная энергоемкость разрушения карбонатных пород карьеров «Удачный», «Мохсоголлох» и кимберлита трубок «Интернациональная», «Удачная» на 10-40% ниже, чем при температуре +20°С.

3. Степень влияния температуры на удельную энергоемкость разрушения горных пород зависит от их пористости. У образцов обладающих пористостью 12% снижение удельной энергоемкости разрушения составило 40%, у образцов с пористостью 1% снижение составило 15%.

4. Установлено, что воздействие первых трех циклов замораживания-оттаивания в водной среде приводит к снижению энергоемкости разрушения карбонатных пород и кимберлита алмазных месторождений Якутии в 2-3 раза.

5. Установлено, что воздействие первых трех циклов замораживания-оттаивания в водной среде на кимберлит алмазных месторождений Якутии приводит к дезинтеграции более 70% исходного материала без механического воздействия.

6. Снижение удельной энергоемкости разрушения горных пород объясняется тем, что при понижении температуры возникают внутренние напряжения в материале, обусловленные, прежде всего, изменением агрегатного состояния воды (увеличение объема на 9%), а также различием в упругих свойствах и коэффициентах теплового расширения отдельных зерен породы.

Полученные результаты экспериментальных исследований по влиянию знакопеременных температурных воздействий на энергоемкость процесса разрушения горных пород могут служить основой для разработки: энергосберегающих технологий добычи и переработки полезных ископаемых криолитозоны; мероприятий по обеспечению устойчивости горных выработок; кристаллосберегающих технологий добычи и обогащения алмазосодержащего сырья.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе дано решение актуальной научно-практической задачи установления закономерностей изменения удельной энергоемкости разрушения горных пород при знакопеременном температурном воздействии. Разработана методика определения удельных энергозатрат и проведены исследования влияния знакопеременных температурных воздействий, в том числе циклических, на удельную энергоемкость процесса разрушения горных пород.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Захаров, Евгений Васильевич, 2012 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Гончаров, С.А. Физико-технические основы ресурсосбережения при разрушении горных пород / С.А. Гончаров. - Москва: Изд-во Московского государственного университета, 2007. - 211 с.

2. Ходаков, Г.С. Воспоминания о П.А. Ребиндере. Физико-химическая механика технологических процессов [Электронный ресурс] / Г.С. Ходаков // - Режим доступа: http://www.chem.msu.su/rus/history/ Rehbmder/20.html. - Дата обращения: 18.11.2011.

3. Ребиндер, П.А. Физико-химическая механика дисперсных структур / П.А. Ребиндер. - Москва: Изд-во Наука, 1966. - 163 с.

4. Кусов, Н.Ф. Новые способы и средства разрушения (ослабления) горных пород и угля / Н.Ф. Кусов, O.A. Эделыптейн, Л.П. Шоболова. -Москва: ЦНИЭИуголь, 1978. - 32 с.

5. Миронов, Е.И. Новые методы разрушения пород при скоростной проходке горных выработок в США / Е.И. Миронов // Горный журнал. - 1978.-№3.-С. 69-72.

6. Баранов, Е.Г. Энергоемкость разрушения горных пород как объект управления производством / Е.Г. Баранов, В.И. Крымский // -Новосибирск, Наука. - Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. - 1984г. - №4. - С. 36-41.

7. Бруев, В.П. Физико-техническое обоснование импульсной электромагнитной обработки железистых кварцитов с целью их разупрочнения перед измельчением: автореф. дис. ... канд.техн. наук: 25.00.20, 25.00.13 / Бруев Владимир Петрович. - М., 2005. - 24 с.

8. Гладаревский, P.A. Разработка взрывного ресурсосберегающего способа разрушения железистых кварцитов при их рудоподготовке: автореф. дис. ... канд.техн. наук: 25.00.20 / Гладаревский Руслан Анатольевич. - М., 2006. - 20 с.

9. Курилко, A.C. Экспериментальные исследования влияния циклов замораживания-оттаивания на физико-механические свойства горных пород /A.C. Курилко. - Якутск: ЯФ ГУ «Изд-во СО РАН», 2004. - 154 с.

10. Ершов, Э.Д. Влагоперенос и криогенные текстуры в дисперсных породах / Э.Д. Ершов. - Москва: Изд-во МГУ, 1979. - 213 с.

11. Шестернев, Д.М. Криогипергенез крупнообломочных и скальных пород криолитозоны / Д.М. Шестернев. - Якутск: Изд-во ИМЗ СО РАН, 1997.-120 с.

12. Жесткова, Т.Н. Формирование криогенного строения грунтов / Т.Н. Жесткова. - Москва: Наука, 1982. - 215 с.

13. Конищев, В.Н. Микростроение грунтов, испытавших многократное замораживание-оттаивание / В.Н. Конищев, В.В. Рогов // Проблемы геокриологии. - Москва: Изд-во МГУ, 1977. - Вып. 2. - С. 90-94.

14. Сергеев, Е.М. Инженерная геология / Е.М. Сергеев. - Москва: Изд-во МГУ, 1982.-248 с.

15. Шушерина, Е.П. Изменение физико-механических свойств грунтов под воздействием промерзания и последующего оттаивания / Е.П. Шушерина // Материалы по физике и механике мерзлых грунтов. -Москва: Изд-во Академии наук СССР, 1959. - С. 54-68.

16. Цытович, H.A. Механика мерзлых грунтов / H.A. Цытович. - Москва: Высшая школа, 1973. - 446 с.

17. Дмитриев, А.П. Термодинамические процессы в горных породах /

A.П. Дмитриев, С.А. Гончаров // Учебник для вузов. - Москва: Недра, 1983.-312 с.

18. Барон, Л.И. Дробимость горных пород / Л.И. Барон, Ю.Г. Коняшин,

B.М. Курбатов. - Москва: Изд-во Академии Наук СССР, 1963. - 168 с.

19. Барон, Л.И. Проблема оценки сопротивляемости горных пород разрушению механическими способами / Л.И. Барон. - сб. науч. тр. Сопротивляемость горных пород разрушению при добывании. -Москва: Изд-во Академии Наук СССР, 1962. - С. 34-48.

20. Москалев, А.Н. Разрушение горных пород при термоциклическом воздействии / А.Н. Москалев, Е.Ю. Пигида, Л.Г. Керекелица, Ю.Н. Вахалин. - Киев: Наук, думка, 1987. - 248 с.

21. Галяс, A.A. Основы термомеханического разрушения горных пород / A.A. Галяс, С.А. Полуянский. - Киев: Наук, думка, 1972. - 290 с.

22. Федулов, А.И. Ударное разрушение мерзлых грунтов /А.И. Федулов, P.A. Иванов. - Новосибирск: Наука, 1975. - 135 с.

23. Федулов, А.И. Энергоемкость разрушения мерзлых грунтов навесными ударными устройствами / А.И. Федулов, P.A. Иванов // -Новосибирск, Наука. - Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. - 1997. - №3. - С. 55 - 59.

24. Розенбаум, М.А. Влияние отрицательной температуры на прочность скальных горных пород / М.А. Розенбаум. - Колыма, 1981. - №11. - С. 4-8.

25. Inada, Y. A few remarks on storage of low temperature materials in rock caverns / Y. Inada, N. Kinoshita // Technology roadmap for rock mechanics, South African Institute of Mining and Metallurgy, 2003. - pp. 565-568.

26. Голдаев, Н.П. Результаты экспериментального исследования полей удельных тепловых потоков при воздействии сверхзвуковых струй на преграды / Н.П. Голдаев, Г.С. Жердев, H.H. Попов // Комплексные исследования физических свойств горных пород: тезисы докладов Всесоюзной научной конференции вузов СССР. - Москва: Изд-во МГУ, 1977.-С. 32-33.

27. Ржевский, В.В. Основы физики горных работ / В.В. Ржевский, Г.Я. Новик. - Москва: Недра, 1984. - 359 с.

28. Геотехнические вопросы освоения Севера / под ред. О.Б. Андерсленд и Д.М. Андерсон: пер. с англ.- Москва: Недра, 1983. - 551 с.

29. Потемкин, C.B. Разупрочнение мерзлых и сцементированных пород россыпных месторождений: практическое и учебное пособие / C.B. Потемкин. - Москва: Московская государственная геологоразведочная академия, 1995. - 120 с.

30. Цытович, H.A. Механика грунтов / H.A. Цытович. - Москва: Госстройиздат, 1963. - 280 с.

31. Зеленин, А.Н. Основы разрушения грунтов механическими способами /А.Н. Зеленин. - Москва: Машиностроение, 1968. - 146 с.

32. Недорезов, И.А. Резание и ударное разрушение грунтов /И.А. Недорезов, А.И. Федулов и др. - Новосибирск: Наука, 1965. - 150 с.

33. Тютюнов, И.А. Физико-химические основы прочности промерзающих и мерзлых грунтов /И.А. Тютюнов // Оттиск из VI тома трудов IV совещания-семинара по обмену опытом строительства в суровых климатических условиях, г. Воркута 1966. - Красноярск: Изд-во Красноярского промстройниипроекта, 1966. - 25 с.

34. Ржевская, C.B. Прочность горных пород. / C.B. Ржевская // Горная энциклопедия в 5 т. - Москва: СЭ, 1989. - Т.4. - 270 с.

35. Бурштейн, JI.C. Исследование физико-механических свойств мерзлых коренных пород / JI.C. Бурштейн, А.Н. Курочкин // Тепловые и механические процессы при разработке полезных ископаемых. -Москва: Наука, 1965. - С. 98-106.

36. Козеев, A.A. Термо- и геомеханика алмазных месторождений / A.A. Козеев, В.Ю. Изаксон, Н.К. Звонарев. - Новосибирск: Наука. Сиб. изд. фирма РАН, 1995.-245 с.

37. Цытович, H.A. Механика мерзлых грунтов / H.A. Цытович. - Москва: Высшая школа, 1973. - 446 с.

38. Шушерина, Е.П. Новые данные по механическим свойствам мерзлых грунтов при низких температурах (до -55°С) / Е.П. Шушерина, В.В. Врачев, H.H. Иващенко // Мерзлотные исследования. - Москва: Изд-во МГУ, 1974.-С. 190-195.

39. Дмитриев, А.П. Исследование характера поведения горных пород в условиях термического удара / А.П. Дмитриев, С.А. Гончаров, JI.C. Кузяев // Исследование физических свойств горных пород. - Москва: Недра. - 1967.-С. 7-17.

40. Дядькин, Ю.Д. Основы горной теплофизики для шахт и рудников Севера / Ю.Д. Дядькин. - Москва: Недра, 1968. - 255 с.

41. Шехурдин, В.К. Удельная энергоемкость разрушения горных пород адекватна пределу прочности / В.К. Шехурдин // - Горная промышленность, 1999. - №6. - С. 38-39.

42. Федулов, А.И. Удельные показатели процесса разрушения материалов и оценки технического уровня ударных машин / А.И. Федулов, P.A. Иванов // - Новосибирск, Наука. - Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых, - 2006. - №1. - С. 76-83.

43. Ржевский, В. В. Основы физики горных пород: учебник для вузов /

B.В. Ржевский, Г.Я. Новик // - 4-е изд., перераб. и доп.— Москва: Недра, 1984.—359 с.

44. Чирков, С.Е. Сопоставление экспериментальных данных о прочности горных пород с теоретическими, вычисленными по различным критериям прочности / С.Е. Чирков, И.А. Соломина // Научные сообщения института горного дела им. A.A. Скочинского. Разрушение горных пород и крепких углей, 1974. - Вып. 118. - С.7-15.

45. Ермаков, С.А. Открытая разработка месторождений в условиях нестационарного термомеханического состояния горного массива /

C.А. Ермаков, A.M. Бураков, A.C. Тетельбаум. - Новосибирск: Наука. Сиб. предприятие РАН, 1998. - 110 с.

46. Материал из шахтерской энциклопедии. Гидромеханический способ разрушения горных пород [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://miningwiki.ru/wiki/Cnoco6bi разрушения горных пород. Дата обращения 18.11.2011.

47. Осипов, И.С. Исследование фрактальных характеристик развития трещиноватости горных пород под действием поверхностно-активных веществ: автореф. дис. ... канд. техн. наук: 25.00.20 / Осипов Игорь Сергеевич. - Екатеринбург, 2008. - 22 с.

48. Викторов, С.Д. Сдвижение и разрушение горных пород / С.Д. Викторов. - Москва: Наука. - 2005. - 277 с.

49. Исаева, Н.Ю. Повышение эффективности разрушения угля и горных пород при физико-химическом воздействии: автореф. дис. ... канд. техн. наук: 05.15.71 / Исаева Наталья Юрьевна. - Москва, 1993. - 17 с.

50. Кусов, Н.Ф. Физико-химическое воздействие на прочность горных пород / Н.Ф. Кусов, О.А. Эделыптейн, Г.Я. Воронков, Л.П. Шоболова. -Москва: Экспресс-информ. ЦНИЭИуголь. - 1980. - 29 с.

51. Татауров, С.Б. Трансформация и переработка золотосодержащего сырья в криолитозоне /С.Б. Татауров. - Москва: Издательство «Горная книга», 2008.-318 с.

52. Ершов, Э.Д. Криолитогенез / Э.Д. Ершов. - Москва: Недра, 1982. -211 с.

53. Розенбаум, М.А. Влияние знакопеременной температуры на прочность горных пород / М.А. Розенбаум, Ю.В. Громов, Н.В. Морозов // - Новосибирск, Наука. - Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых, 1989. - №1. - С. 56-59.

54. Шестернев, Д.М. Криогипергенез и геотехнические свойства пород криолитозоны / Д.М. Шестернев. - Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2001.-266 с.

55. Matsuoka, N. Microgelivation versus macrogelivation: towards bridging the gap between laboratory and field frost weathering / N. Matsuoka // Permafrost and Periglacial Processes 12: 2001b. - pp. 299-313.

56. Hale, P.A. A Laboratory Investigation of the Effects of Cyclic Heating and Cooling, Wetting and Drying, and Freezing and Thawing on the Compressive Strength of Selected Sandstones / P.A. Hale, A. Shakoor // Environmental and Engineering Geoscience, 2003. - Volume 9, no. 2 - pp. 117-130.

57. Dhakal, G. Durability and Subzero Temperature Effects on Argillaceous Clastic Rocks / G. Dhakal, T. Yoneda, K. Neaupane // ISRM 2003 -Technology roadmap for rock mechanics, South African Institute of Mining and Metallurgy, 2003. - pp. 237-241.

58. Williams, R.B.G. Weathering of sandstone by the combined action of frost and salt / R.B.G. Williams, D.A. Robinson // Earth Surface Processes and Landforms, 2006. - Volume 6, Issue 1. - pp. 1-9.

59. Воронков, O.K. К прогнозу морозного выветривания и морозостойкости скальных пород на территории СССР / O.K. Воронков, Л.Ф. Ушакова. - Известия ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева, 1980. -Т. 137.-С. 86-92.

60. Ушакова, Л.Ф. Влияние морозного выветривания на некоторые характеристики физико-механических свойств скальных пород / Л.Ф. Ушакова. - Известия ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева, 1984. - Т. 172. - С. 86 -89.

61. Грунтоведение / Под ред. академика Е.М. Сергеева. - Москва: Изд-во МГУ, 1983.-392 с.

62. Суходровский, B.JI. Экзогенное рельефообразование в криолитозоне / В.Л. Суходровский. - Москва: Наука, 1979. - 278 с.

63. Mellor, М. Phase composition of pore water in cold rocks / M. Mellor. -US Army Corps of Engineers, Cold Region Research and Engineering Laboratory Research Rept. 202, 1970. - 61 p.

64. Кузнецов, В.Д. Поверхностная энергия твердых тел / В.Д. Кузнецов. -Москва: Гостехтеоретиздат, 1954 г. - 220 с.

65. ГОСТ 10708-82. Копры маятниковые. Технические условия. — Введ. 01.07.1983. - Москва: Изд-во стандартов, 1999. - 7 с.

66. Авдеев, Б.А. Поверка машин и приборов для механических испытаний материалов / Б.А. Авдеев. - Москва: Изд-во комитета стандартов, мер и измерительных приборов при совете министров СССР, 1969. - 147 с.

67. ГОСТ 9454-78. Металлы. Метод испытаний на ударный изгиб при пониженных, комнатной и повышенных температурах - Введ. 01.01.1979. - Москва: Изд-во стандартов, 2003. - 12 с.

68. ГОСТ 19109-84. Пластмассы. Метод определения ударной вязкости по Изоду - Введ. 12.09.1984. - Москва: Государственный комитет СССР по стандартам, 1984. - 9 с.

69. Попов, JI.H. Лабораторные испытания строительных материалов и изделий / Л.Н. Попов. - Москва: Высшая школа, 1984. - 168 с.

70. Кассандрова, О.Н. Обработка результатов наблюдений / О.Н. Кассандрова, В.В. Лебедев. - Москва: Наука, 1970. - 104 с.

71. Степнов, М.Н. Вероятностные методы оценки характеристик механических свойств материалов и несущей способности элементов конструкций / М.Н. Степнов. - Новосибирск: Наука, 2005. — 342 с.

72. ГОСТ 21153.1-75. Породы горные. Метод определения коэффициента крепости по Протодьяконову. - Введ. 01.07.1976 - Государственный стандарт Союза ССР, 1975. - 3 с.

73. Каркашадзе, Г.Г. Механическое разрушение горных пород / Г.Г. Каркашадзе. - Москва: Изд-во МГГУ, 2004. - 224 с.

74. Барон, Л.И. Коэффициенты крепости горных пород / Л.И. Барон. -Москва: Наука, 1972. - 176 с.

75. Кикаева, О.Ш. Контроль качества при изготовлении строительных материалов / О.Ш. Кикаева. - Москва: Стройиздат, 1987 г. — 111 с.

76. Захаров, Е.В. Энергетические показатели разрушения горных пород и их зависимость от температурного фактора / Е.В. Захаров, A.C. Курилко // - Наука и образование, 2009. - №1. - С. 19-25.

77. Константинова, С.А. Некоторые проблемы механики горных пород применительно к обработке алмазных месторождений Якутии / С.А. Константинова, Н.П. Крамсков, В.А. Соловьев. - Новосибирск: Наука, 2011.-223 с.

78. Колганов, В.Ф. Компьютерное моделирование при разведке и оптимизации разработки месторождений алмазов / В.Ф. Колганов, И.Ф. Бондаренко, А.Ю. Давыденко, П.В. Васильев. - Новосибирск: Наука, 2008. - 262 с.

79. Колганов, В.Ф. Коренные месторождения алмазов Западной Якутии: справочное пособие / В.Ф. Колганов, А.Н. Акишев. АК «АЛРОСА»; Инс-т «Якутнипроалмаз» - Новосибирск: Академическое издательство «Гео», 2011. - 215 с.

80. Захаров, Е.В. Исследование влияния знакопеременных температурных воздействий на энергоемкость процесса дробления горных пород / Е.В. Захаров // Горный информационно-аналитический бюллетень. - Москва: МГГУ. - 2009. -№5. - С. 276 - 282.

81. Zakharov, Y.V. The Influence of Freezing and Thawing Cycles upon the Energy Intensivity of the Destruction of the Carbonate Rocks / Y.V. Zakharov, A.S. Kurilko // Recent Development of Research on Permafrost Engineering and Cold Region Enviroment. Proceedings of the Eighth international symposium on permafrost engineering, XT AN, China 15-17 October, 2009. Lanzhou University Press XT AN, China, 2009. - pp. 437441.

82. Новопашин, М.Д. Дезинтеграция кимберлитов под воздействием циклов замораживания-оттаивания / М.Д. Новопашин, А.С. Курилко // «Фундаментальные проблемы формирования техногенной геосреды»: труды конференции с участием иностранных ученых, г. Новосибирск, 10-13 окт. 2006 г. - Новосибирск, 2007. - С. 68-73.

83. Зырянов И.В. Бондаренко И.Ф. Основные направления и задачи научной деятельности института «Якутнипроалмаз» / И.В. Зырянов, И.Ф. Бондаренко // Горный журнал, 2011.- №1. - С. 15-16.

84. Соловьев, Д.Е. Изменение контуров незакрепленной горной выработки под действием циклов замораживания-оттаивания /Д.Е. Соловьев, Ю.А. Хохолов, Е.В. Захаров // Труды Всероссийской научно-практической конференции: «Геомеханические и геотехнологические проблемы эффективного освоения месторождений твердых полезных ископаемых северных и северо-восточных регионов России» поев, памяти чл.-корр. РАН Новопашина М.Д. - Якутск: ИМЗ СО РАН. -2011.-С. 68-72.

85. Галкин, А.Ф. Набрызгбетонная теплозащитная крепь / А.Ф. Галкин, В.В. Киселев, А.С. Курилко // Рос. акад. наук, Сиб. отделение, Ин-т горного дела Севера. - Якутск: ЯНЦ СО РАН, 1992. - 164 с.