Экспериментальные исследования устойчивости повторно используемых выемочных выработок на пологих пластах Донбасса

Расширение диапазона горно-геологических условий, в которых осуществляется проведение и поддержание горных выработок, требует применения новых конструктивных решений, обеспечивающих современный технологический процесс добычи угля. Поиск таких решений связан с выполнением большого количества экспериментов по оценке условий совместного взаимодействия элементов крепи выработки, охранной конструкции и приконтурного горного массива.Наиболее быстрым и дешевым методом проведения экспериментальных исследований является математическое моделирование. Фактически все современные исследования в области анализа состояния конструкций в той или иной мере используют этот подход. Однако аналитическими методами расчета крайне тяжело решать задачи по распределению нагрузок в среде со сложной геометрией. В этом случае прибегают к помощи численных методов, среди которых в последнее время наибольшую популярность получил метод конечных элементов.
В основе любого расчета методом конечных элементов лежит расчетная схема, включающая в себя описание геометрии объектов, участвующих в эксперименте, их механические характеристики и описание граничных и начальных условий в виде совокупности возможных ограничений и прикладываемых нагрузок. Затем, в ходе расчета, на основе той или иной физической модели материалов, вычисляются поля напряжений и деформаций, в результате анализа которых определяются критические зоны [1-3]. В этих зонах с высокой степенью вероятности может происходить разрушение материалов, которое в свою очередь приводит к изменению первоначальной геометрии и как следствие к перераспределению напряжений и деформаций в рамках решаемой задачи <...>