Using the theory of elasticity and the main provisions of the quasi-static-wave hypothesis of the mechanism of the destruction of a solid medium under the action of an explosion, analytical modelling of the parameters of the formation of crumpling zones and crushing of the rock mass around the charging cavity during its explosive loading was carried out. Analytical models of the radii of the crumpling, intensive fragmentation and fracturing zones formed around the charging cavity in the rock mass during its explosive loading, taking into account the pressure of the explosion products, the limit of tensile-compressive strength of the rocks, their structural composition, fracturing and compaction under the action of rock pressure, were developed. Based on the change in the stress-strain state of the rock mass under the action of the explosion, numerical modelling of the radii of the zones of crumpling, intensive fragmentation and fracturing was performed using the finite element method. According to the simulation results, the power dependence of the change in the radii of the crumpling and fragmentation zones of the rock mass was determined depending on the diameter of the charging cavity, the pressure of the explosion products, and the limit of rock compressive strength. By comparing the results of analytical and numerical modelling for rigid boundary conditions of a homogeneous non-cracked rock mass, the difference in the values of the radii of the defined zones was established as being 4, 8 and 6%, respectively. The resulting analytical models of the radii of crushing zones, intensive fragmentation and fracturing increase the accuracy of estimating the parameters of rock mass destruction by explosion by up to 50% and improve the parameters of drilling and blasting operations when carrying out mining operations, special purpose cavities and rocking of the rock mass.
The research objective is to develop and test mathematical model of gas storage in the layered aquifer with poorly permeable interlayer if plane-parallel and axisymmetric filtration takes place. The paper evaluates the gas-hydrodynamic operational indices of the underground gas storages within aquifers in the South East Ukraine. Comprehensive approach has been applied involving collection, systematization, and analysis of actual data on filtration and physicomechanical properties of enclosing rocks impacting formation of natural and technogenic deposits as well as analytical and numerical methods to solve equations of the gas-water contact shift under different conditions. A gas-hydrodynamic model of underground gas storage within the nonuniform aquifer has been substantiated to calculate its cyclic operation in the three-layered seam taking into consideration crossflows through a poorly permeable stopping. The calculation results show significant impact of characteristics of the layered porous environment on the gas water contact transfer through certain seams. The derived new technique linearizing a system of differential equations to identify pressure within a reservoir is generalization of the earlier applied procedures with introduction of ‘boundary schemes’. The calculation results demonstrate significant impact of the layered porous environment on the gas water contact transfer through certain seams. The findings may be applied while making evaluations at the stage of gas storage design within aquifers.
PL
Celem badań jest opracowanie i przetestowanie modelu matematycznego magazynowania gazu w warstwie wodonośnej ze słabo przepuszczalną międzywarstwą, przy założeniu filtracji płasko-rownóległej i osiowo-symetrycznej. W artykule dokonano oceny gazowo-hydrodynamicznych wskaźników eksploatacyjnych podziemnych magazynów gazu w warstwach wodonośnych południowo- wschodniej Ukrainy. Zastosowano kompleksowe podejście polegające na zebraniu, usystematyzowaniu i analizie rzeczywistych danych, dotyczących właściwości filtracyjnych i fizykomechanicznych skał otaczających, wpływających na powstawanie osadów naturalnych i technogenicznych, a także analityczne i numeryczne metody rozwiązywania równań przesunięcia kontaktu gaz-woda w rożnych warunkach. Model gazowo-hydrodynamiczny podziemnego magazynowania gazu w niejednorodnej warstwie wodonośnej został uzasadniony w celu obliczenia jego cyklicznej pracy w pokładzie trójwarstwowym z uwzględnieniem przepływów krzyżowych przez słabo przepuszczalną zaporę. Wyniki obliczeń wskazują na istotny wpływ charakterystyk warstwowego środowiska porowatego na kontakt gazu z wodą przez określone pokłady. Nową techniką linearyzującą układ równań różniczkowych do identyfikacji ciśnienia w zbiorniku jest uogólnienie wcześniej stosowanych procedur poprzez wprowadzenie „schematów brzegowych”. Wyniki obliczeń wskazują na istotny wpływ warstwowego środowiska porowatego na kontakt gazu z wodą przez określone pokłady. Uzyskane wyniki mogą być wykorzystane przy dokonywaniu ocen na etapie projektowania magazynów gazu w warstwach wodonośnych.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.