Статья

Наименование	Определение высоты распространения зон сдвижения подработанного массива
Авторы	Аверин Г. А., к. т. н., доц. Доценко О. Г., к. т. н., доц. Корецкая Е. Г., асс.
Раздел	Недропользование
Год	2024	Выпуск	77	Страницы	41 - 49
УДК	622.83:622.023.23
Аннотация	В данной статье представлены результаты моделирования процесса оседания подработанного горного массива при использовании метода конечных элементов, позволяющие установить высоту распространения зоны разломов и обрушения, зоны активных трещин, локальных трещин и плавного опускания породных слоев. Предложены эмпирические зависимости, позволяющие прогнозировать высоту распространения каждой из зон при учете соотношения ширины выработанного пространства к глубине разработки.
Реферат	Цель. Определить высоту распространения отдельных зон сдвижения подработанного слоистого массива в горно-геологических условиях Восточного Донбасса с помощью численного моделирования. Методика. Методом исследования выбрано численное моделирование, позволяющее наиболее полно учитывать особенности строения породного массива. По данным разведочных скважин с помощью программно-вычислительного комплекса «Лира», реализующего метод конечных элементов, был смоделирован горный массив. Массив представляет собой чередующиеся слои осадочных горных пород с различными деформационными и прочностными свойствами. Модель с размерами более 3000 м по простиранию и 1300 м по глубине разбивалась на прямоугольные элементы шириной 5 и высотой 0,2…7,0 м в зависимости от мощности моделируемого породного слоя. Процесс оседания подработанного массива моделировался в упругопластической постановке в соответствии с законом Кулона — Мора для грунтов. Шаг подвигания очистного забоя принимали равным 30 м, то есть равным среднемесячной скорости движения лавы. На установленный шаг подвигания из модели удалялись элементы, отображающие угольный пласт, и на их место подставлялись элементы с характеристиками, соответствующими обрушенным породам. По решенной модели фиксировались оседания отдельных слоев подработанного массива от почвы извлеченного пласта и до земной поверхности. Отчет перемещений проводился в середине выработанного пространства. На следующем шаге ширина выработанного пространства увеличивалась на 30 м, описанная выше процедура повторялась. Результаты. Установлены зависимости определения высот интенсивного увеличения, снижения и плавного опускания оседаний земной толщи от угольного пласта. Опираясь на них, можно определить четыре зоны оседаний подрабатываемой толщи горных пород. Научная новизна. Научная новизна представленной работы состоит в том, что разработанные расчетные схемы для использования математического моделирования методом конечных элементов позволяют определять параметры зон сдвижения подработанного земного массива. Практическая значимость. Выявленные зависимости позволят определять параметры зон сдвижения подработанного земного массива и принять правильные инженерные решения при отработке пологих пластовых месторождений полезных ископаемых.
Ключевые слова	высота распространения зон сдвижения подработанного горного массива, математическое моделирование, метод конечных элементов, зона разломов и обрушений, зоны активных и локальных трещин, зона плавного опускания породных слоев.
Полный текст