Моделювання процесу видобування твердої корисної копалини з закріпленням виробленого простору

Abstract

Розширення сфери застосування методів з необхідними властивостями, удосконалення традиційних та впровадження нових виробничих технологій та підвищення їх ефективності обумовлює необхідність розробки нових засобів математичного моделювання як самих матеріалів, так і технологічних процесів. На інтенсивність зміни напружено-деформованого стану гірничого масиву впливають гірничо-технічні умови видобування корисної копалини. Сукупність гірничо-геологічних умов залягання пласта і гірничо-технічних умов його розробки визначають стан очисного вибою, підземних виробок, які оточують вибій і денну поверхню. Основними показниками, що характеризують взаємодію кріплення з породою, є абсолютна величина і характер сходження порід, рівень контакту між опорним перекриттям і безпосередньою покрівлею, а також фактичні експлуатаційні характеристики силового кріплення. Неправильний вибір кріплення для гірничо-геологічних умов очисного вибою призводить до збільшення конвергенції порід при низьких експлуатаційних характеристиках або до дроблення нижнього пласта безпосередньої покрівлі при завищених характеристиках механізованого кріплення. В результаті в нижніх шарах безпосередньої покрівлі виникають розтягуючи напруження, які призводять до розкриття тріщин і утворення обвалів. Проведений спільний аналіз рівнянь механіки деформівного твердого тіла і рівнянь відповідної теорії міцності для вивчення процесів зсуву і руйнування гірничних мас. Запропоновано комп’ютерну модель для чисельного розрахунку параметрів розлому гірничних порід в районі виробничих операцій. При створенні моделі використовувалися математичні методи: перетворення комплексної площини, інтеграли типу Коші у формі Сіньоріні-Келдиша-Сєдова. Комп’ютерна модель описує процес видобування корисної копалини з закріпленням виробленого простору та враховує різноманітні геологічні умови, технічні параметри, властивості пласта копалини і навколишніх порід.