Международная конференция
«Современные проблемы прикладной математики и механики: теория, эксперимент и практика», посвященная 90-летию со дня рождения академика Н.Н. Яненко
№ гос. регистрации 0321101160, ISBN 978-5-905569-01-2

Серяков В.М.  

Разработка и реализация эффективных алгоритмов решения некоторых задач механики горных пород

     Рассматривается класс актуальных задач механики горных пород, связанный с определением напряженно-деформированного состояния массива в областях отработки запасов полезных ископаемых с закладкой выработанного пространства твердеющими смесями.
      Анализ процесса возведения и деформирования закладочного массива показывает, что чем раньше сформирована некоторая часть закладочного массива, тем большую нагрузку воспринимает она на рассматриваемый момент времени. При моделировании напряженно-деформированного состояния массива горных пород это приводит к необходимости рассмотрения последовательности возведения закладочного массива и разработки методов и алгоритмов, позволяющих проводить расчеты механического состояния массива горных пород с учетом порядка образования и закладки отработанных пространств.
      Для решения таких задач предлагается метод расчета, основанный на использовании одной и той же матрицы жесткости, формируемой на первом шаге расчета и отвечающей исходному массиву горных пород. В разработанном алгоритме образованию выработки соответствует обращение в ноль всех компонент тензора напряжений в конечных элементах, находящихся в выработанном пространстве. Для выполнения этого условия использована итерационная процедура метода начальных напряжений. Метод начальных напряжений применен также и для моделирования напряженного состояния в закладочном массиве, имеющим иные механические характеристики, чем исходный массив. Это позволяет построить и реализовать простой и эффективный алгоритм расчета геомеханического состояния массива горных пород, в котором учет последовательности отработки запасов полезных ископаемых на всех этапах моделирования ведется с помощью метода начальных напряжений.
      Приводятся примеры использования разработанного метода и комплекса программ для определения напряженно-деформированного состояния закладочного и вмещающего массивов, соответствующего различным вариантам ведения очистных работ в рудных телах полиметаллических месторождений. Обсуждаются возможности метода, результаты проведенных расчетов и формулируются некоторые практические рекомендации.