Выполнен анализ различных методических подходов прогнозирования процессов сдвижения при подземной разработке угольных месторождений. Рассмотрены горно-геологические условия участка шахты им. Рубана в Кузбассе, характеризующиеся последовательной отработкой свиты мощных наклонных пластов при наличии в разрезе значительной по мощности толщи неоген-четвертичных пород. Предложено для прогноза деформаций подрабатываемого массива горных пород и земной поверхности использовать численное моделирование МКЭ и программный комплекс Abaqus. Разработана методика численного моделирования процесса сдвижения, а также описана последовательность построения модели. Произведены геомеханические расчеты напряженно-деформированного состояния подработанного массива и оседания поверхности при последовательной отработке двух лав по одному пласту, а также пяти и трех лав по двум пластам. С целью проверки полученных при моделировании результатов был выполнен расчет параметров сдвижения по «Правилам охраны…». Выполнено сравнение результатов сдвижения при использовании эмпирического метода и моделирования. Для прогнозирования мест провалов на подработанной поверхности земли применено численное моделирование с заданием дополнительного параметра «Tension Cutoff» при описании пластических свойств в модели Кулона-Мора.

Ключевые слова

Геомеханика, прогноз, сдвижение, подземная разработка, угольные месторождения, численное моделирование, метод конечных элементов, провалы, Кузбасс.