Закономерности деформирования приконтурного массива в окрестности одиночной выработки при вспучивании пород почвы

Abstract

На основе анализа геомеханических моделей принята бифуркационная теория явления вспучивания пород почвы в горных выработках. В статье исследована численная геомеханическая модель вспучивания пород почвы в горных выработках с использованием программного продукта Phase 2 канадской компании Rockscience. Моделирование выполнялось в несколько этапов. На первом этапе моделировалась устойчивость одиночной выработки, на втором – учитывалось наличие смежной выработки, и на третьем этапе оценивалось влияние приближающегося забоя лавы. В результате проведенных исследований установлено, что после момента вспучивания пород почвы (точка бифуркации) геомеханические параметры упругопластического состояния массива в кровле и боках выработки остаются неизменными, а в почве продолжают нарастать по нелинейному закону, что позволяет на этой основе разрабатывать практические мероприятия по управлению этим процессом.

Стаття спрямована на розробку методики чисельного моделювання процесу здимання порід грунту в гірничих виробках. На основі аналізу геомеханічних моделей прийнята біфуркаційна теорія явища здимання порід грунту в гірничих виробках .У статті досліджена чисельна геомеханична модель здимання порід грунту в гірничих виробках з використанням програмного продукту Phase 2 канадської компанії Rockscience. Моделювання виконувалося у декілька етапів. На першому етапі моделювалась стійкість одиночної виробки, на другому - наявність суміжної виробки, і на третьому етапі оцінювався вплив вибою лави, що наближається. В результаті проведених досліджень встановлено, що після моменту здимання порід грунту (точка біфуркації) геомеханічні параметри упругопластичного стану масиву в покрівлі і боках виробки залишаються незмінними, а в грунті продовжують наростати по нелінійному закону , що дозволяє на цій основі розробляти практичні заходи з управління цим процесом.

The article presents methods for numerical simulation of the floor quelling in the mine tunnels. Basing on analysis of geomechanical models, a bifurcation theory of the floor quelling in the tunnels was created. A numerical geomechanical model of the tunnel floor quelling was investigated with the help of the software Phase 2 designed by the Canadian company Rockscience. The process of modeling consisted of several stages. Stability of a single tunnel was simulated at the first stage, and adherent tunnels were modeled at the second stage. An impact of the approaching longwall face was assessed at the third stage. As a result of the research, it is stated that just after the moment of the floor quelling (a bifurcation point), geomechanical parameters of the elastic and plastic state of the massif in the tunnel roof and walls are still the same while these parameters in the floor continue to grow by a nonlinear rule.