КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ НАЧАЛЬНОГО ПОЛЯ НАПРЯЖЕНИЙ ДЛЯ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ГОРНЫХ УДАРОВ

Аннотация

Рассмотрены особенности прогнозирования горных ударов на основе применения компьютерного моделирования. В модели представлено Воркутское месторождение, разработка которого осложнена горно-геологическими условиями и влиянием тектоники, создающими предпосылки для формирования начального поля напряжений.
Произведен анализ того, как напряженно-деформированное состояние массива сказывается в проявлении горных ударов, на основании чего предложена методика их прогнозирования, включающая рассмотрение модели упрочняющегося массива. Угольный пласт в этом случае представляют пластичным материалом. Непосредственно в угольном пласте образуются переходные зоны текучести, изменяющие свое состояние с течением времени и играющие роль в создании максимумов пределов текучести, вносящие дополнительный вклад в перераспределение напряжений, а также зоны упрочнения, выражаемые через полиномы высших порядков при описании напряженного состояния. Расчетная модель включает несколько комбинаций модуля деформации и коэффициента Пуассона в диапазоне 0,8Eср…1,2Eср и 0,8νср…1,2νср, где Eср и νср – усредненные значения, определяемые лабораторными способами. Полученные расчетные значения выражены в главных напряжениях. Для значений в точках горных ударов (согласно планам горных работ) и в указанных нейтральных точках, где горных ударов не наблюдалось, рассчитана плотность числа реализации значений напряжений.
Для каждого из этих случаев распределение плотностей числа реализаций носит различный характер. В точках, соответствующих горным ударам, существуют предпосылки к резкому изменению напряженного состояния при образовании поверхности обнажения, в то время как в остальных точках есть предпосылки к постепенному снижению напряженности. Такая модель позволяет устанавливать причинно-следственные связи. Полученное решение не противоречит практике ведения горных работ и может найти отражение в рамках регионального прогноза.