Умный поиск 


4_2022_s_11

Название статьи МОДЕЛИРОВАНИЕ ГЕОМЕХАНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ПОРОДНОГО МАССИВА ПРИ ОТРАБОТКЕ ПОДЗЕМНОГО ПРОСТРАНСТВА БОЛЬШИМИ ПЛОЩАДЯМИ
Авторы

М.А. ЖУРАВКОВ, д-р физ.-мат. наук, проф., заведующий кафедрой «Теоретическая и прикладная механика», Белорусский государственный университет, г. Минск, Республика Беларусь, Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.">Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

М.А. НИКОЛАЙЧИК, магистр физ.-мат. наук, заведующий НИЛ «Прикладная механика», Белорусский государственный университет, г. Минск, Республика Беларусь, Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.">Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Н.М. КЛИМКОВИЧ, магистрант механико-математического факультета, Белорусский государственный университет, г. Минск, Республика Беларусь, Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.">Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
В рубрике ГЕОМЕХАНИКА
Год 2022
Номер журнала 4(61)
Страницы 97–104
Тип статьи Научная статья
Индекс УДК 539.3+51-74, 539.214, 539.424, 622
Идентификатор DOI https://doi.org/10.46864/1995-0470-2022-4-61-97-104
Аннотация Рассматривается механико-математическое моделирование процесса оседания земной поверхности при отработке массива горных пород столбовой системой ведения горных работ. Задача состоит в исследовании влияния отработанного пространства на состояние породной толщи, находящейся на разных глубинах (горизонтах), на каждом этапе процесса сдвижения горных пород. Цель исследования заключается в разработке численной геомеханической модели массива горных пород при использовании столбовой системы ведения горных работ, которая позволит корректно выделить в подрабатываемой породной толще характерные зоны, формирующиеся вследствие ведения горных работ, а также предоставит возможность моделировать процесс формирования мульды оседания дневной поверхности. Расчетные численные схемы модельных задач строятся с использованием алгоритмов конечно-элементного и дискретно-элементного моделирования. По результатам численного моделирования показано, что характеристики (линейные размеры и максимальное оседание) мульды оседаний, полученные в соответствии с разработанной геомеханической моделью, близки к характеристикам, рассчитанным по инженерной методике, применяемой в условиях Старобинского месторождения калийных солей (Республика Беларусь). Вместе с тем при увеличении глубин ведения горных работ расхождения между ними увеличиваются. Выполнен анализ причин такого поведения. Представлен нелинейный характер изменения граничных углов сдвижения в слоях породной толщи при увеличении глубин отработки и приведены выводы, объясняющие данные изменения. Прикладное применение полученных результатов моделирования заключается в обосновании возможности уменьшения размеров охранных целиков вокруг шахтных стволов и наземных объектов при увеличении глубин ведения горных работ, тем самым снижается количество оставленных в недрах запасов полезных ископаемых и увеличиваются экономические показатели добычи.
Ключевые слова конечно-элементное моделирование, блочные элементы, модель Кулона–Мора, массив горных пород, столбовая система разработки, зона обрушения, зона трещиноватости, граничные углы сдвижения, мульда оседаний
  Полный текст статьи Вам доступен
Список цитируемой литературы
  1. Механика сдвижения и разрушения горных пород / С.Д. Викторов [и др.]. — М.: РАН, 2019. — 360 с.
  2. Кратч, Г. Сдвижение горных пород и защита подрабатываемых сооружений / Г. Кратч; пер. с нем. К.К. Глазенапа; под ред. Р.А. Муллера, И.А. Петухова. — М.: Недра, 1978. — 496 с.
  3. Викторов, С.Д. Сдвижение и разрушение горных пород / С.Д. Викторов, М.А. Иофис, С.А. Гончаров. — М.: Наука, 2005. — 277 с.
  4. Горное дело: практикум для студентов специальности 1-36 10 01 «Горные машины и оборудование (по направлениям)» / сост.: Н.И. Березовский, Е.К. Костюкевич. — Минск: БНТУ, 2019. — 39 с.
  5. Рассказов, А.А. Минералы глин калиеносных отложений (район Старобинского месторождения) / А.А. Рассказов. — М.: Наука, 1984. — 72 с.
  6. Зенкевич, О. Метод конечных элементов в технике / О. Зенкевич; под ред. Б.Е. Победря; пер. с англ. — М.: Мир, 1975. — 541 с.
  7. Иванов, Д.В. Введение в ANSYS WORKBENCH: учеб.-метод. пособие для студентов естественно-научных дисциплин / Д.В. Иванов, А.В. Доль. — Саратов: Амирит, 2016. — 56 с.
  8. Журавков, М.А. Механика сплошных сред. Теория упругости и пластичности: учеб. пособие / М.А. Журавков, Э.И. Старовойтов. — Минск: БГУ, 2011. — 543 с.
  9. Компьютерное моделирование в геомеханике: мат. Междунар. науч.-практич. конф. «Современные информационные технологии и механико-математические модели в геомеханике, механике машин и механизмов», Минск, 3–7 нояб. 2008 г. / БГУ; М.А. Журавков [и др.]. — Минск, 2008. — 443 с.
  10. Журавков, М.А. Устойчивость и сдвижение массивов горных пород / М.А. Журавков, В.С. Зубович. — М.: РУДН, 2009. — 432 с.
  11. Правила охраны зданий, сооружений и природных объектов от вредного влияния подземных горных разработок на Старобинском месторождении калийных солей: МКС 73, 13.020.30. — Минск: Белнефтехим, 2014. — 116 с.
  12. Chanyshev, A.I. Mathematical models of block media in problems of geomechanics. Part I: Deformation of stratified medium / A.I. Chanyshev, L.L. Efimenko // Journal of mining science. — 2003. — Vol. 39, iss. 3. — Pp. 271–280. — DOI: https://doi.org/10.1023/B:JOMI.0000013786.64305.7f.
  13. Мамбетов, Ш.А. Геомеханические процессы в породных массивах: учеб. пособие / Ш.А. Мамбетов, А.Р. Абдиев. — Бишкек: Кыргыз.-Рос. славян. ун-т, 2001. — 195 с.