Литературный обзор и построение модели

Объектом исследования являются подготовительные выработки и охранные целики пологопадающих угольных пластов. Цель работы — исследование процессов деформации и разрушения вмещающих пород при отработке метанонасыщенных угольных пластов, склонных к горным ударам. Методы проведения работы — компьютерное моделирование. За отчетный период выполнен дополнительный литературный обзор по искусственным методам повышения трещинноватости. Литературный обзор выявил, что один из ключевых методов искусственного повышения трещиноватости горного массива является направленный гидроразрыв пласта. В качестве модификации математической модели предложено использовать относительные кулоновские напряжения в уравнении для кинетики накопления повреждений. Согласно проведенным тестовым расчетам эволюции напряженно-деформированного состояния, модель упруго-хрупко-пластической повреждаемой среды адекватно описывает закономерности разрушения как горных пород, так и элементов горного массива, что подтверждается сравнением с данными эксперимента и инструментальных наблюдений. На основе стратиграфической колонки Кондомского района Кузнецкого бассейна была построена трехмерная геомеханическая модель. На основе структурной модели решена задача эволюции напряженно-деформированного состояния горного массива при отработке двух смежных выемочных столбов. По результатам моделирования в проекте предложена модификация классического подхода к оценке устойчивости охранных целиков при отработке наклонных угольных пластов. Выполнена численная оценка деформирования анкерной крепи с постоянным сопротивлением на основе моделирования деформирования представительного объема углеродистой стали, демонстрирующей наличие плато текучести. Альтернативой анкерам с постоянным сопротивлением предложены анкеры с переменным сопротивлением на основе сталей с повышенным содержанием перлитной фазы, обеспечивающей значительное деформационное упрочнение при растяжении. Результаты работы могут быть применены в области горного дела для повышения геодинамической безопасности ведения горных работ.