Исследование устойчивости подземных выработок на основе статистического моделирования трещиноватых породных массивов

Исследование и обеспечение устойчивости пород в подземной выработке является важнейшей научной и практической задачей горного дела. Решению данной задачи посвящены многочисленные научные исследования. Однако по общему признанию единой работоспособной теории устойчивости пород в выработке до настоящего времени не создано. Поэтому основным инструментом проектировщиков являются рекомендации Строительных правил СП (актуализированные версии бывших СНиП), которые изобилуют многочисленными и нередко весьма неопределенными коэффициентами. В этой связи в самих СП прямо указывается на необходимость дополнительных исследований факторов, определяющих устойчивость.
Для оценки напряженно-деформированного состояния (НДС) породных массивов в настоящее время широко используется «метод конечных элементов», реализованный в компьютерных моделях. Однако его использование адаптировано к упруго-линейному представлению массива. Применительно к реальным породным массивам значительную роль с точки зрения устойчивости играет их трещинная структура. Природные трещины представляют собой фрактальные объекты. Поэтому адекватную информацию о геометрии и распределении трещин может дать их анализ с позиций фрактальной геометрии.
Прогноз устойчивости основывается на соотношении функций НДС и разрушаемости пород на контуре горной выработки, которые зависят от множества случайных независимых факторов. В этой связи наиболее эффективным методом исследования данной функции является статистическое моделирование, основанное на имитации состояния массива с учетом его вероятностных характеристик (метод Монте-Карло).  
 В этой связи тема представленной диссертации, направленной на изучение указанных аспектов, является актуальной. <...>