Моделирование напряженно-деформационного состояния массива горных пород в окрестности выработок в районе тектонических нарушений

Выполнен краткий анализ геологической и геомеханической характеристик в районе расположения железорудных месторождений Горной Шории, где находятся мало- и крупноамплитудные нарушения, включающие разломы, мощностью 0,4–10 м, их подвижек по плоскостям нарушений, особенно при ведении горных работ, которые провоцируют геодинамические явления. Определено, что на интенсивность геодинамических явлений оказывают влияние углы встречи выработок с тектоническими нарушениями и их мощность. Методом математического моделирования дана оценка напряженно-деформированного состояния в окрестности выработок в районе тектонических зон. Для расчета построены 3D-модели: 3D-модель выработки, расположенной со стороны висячего бока нарушения мощностью 1–4 м и углом 80°; выработки, находящейся со стороны лежачего бока нарушения мощностью 2 м и углом 30°. Установлено распределение высоких сжимающих вертикальных и горизонтальных напряжений, максимальных растягивающих деформаций и смещений в массиве горных пород на различных расстояниях от забоя выработки и расположения разломов. Определены рациональные расстояния, составляющие 2,5 (12) ÷ 17 м, при которых следует применять профилактические мероприятия.

Еременко А. А., Еременко В. А. Моделирование напряженно-деформационного состояния массива горных пород в окрестности выработок в районе тектонических нарушений // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2026. – № 10-1. – С. 32–50. DOI: 10.25018/0236_1493_2026_101_0_32.

Еременко Андрей Андреевич — д-р техн. наук, профессор, чл.-корр. РАН, Институт горного дела им. Н.А. Чинакала Сибирского отделения РАН, e-mail: yeryom@misd.ru, ORCID ID: 0000-0002-7342-7617,
Еременко Виталий Андреевич —  д-р техн. наук, профессор РАН, директор научно-исследовательского центра «Прикладная геомеханика и конвергентные горные технологии», профессор кафедры физических процессов, горного производства и геоконтроля Горного института НИТУ МИСИС, e-mail: prof.eremenko@gmail.com.

Еременко А.А., e-mail: yeryom@misd.ru.

1. Резанов И. А. Образование гор. — М.: Наука, 1977. — 174 с.

2. Кузнецов В. А. Геотектоническое районирование Алтае-Саянской складчатой области // Вопросы геологии Азии. — М.: Изд-во АН СССР, 1954.

3. Язбутис Э. А. Таштагольско-Кочуринское рудное поле // Железорудные месторождения Алтае-Саянской горной области. Т. 1, Кн. 2: Описание месторождения. — М.: АН СССР, 1959. — С. 281—306.

4. Серяков В. М. Разработка алгоритмов решения задач теплопроводности для расчетов напряженного состояния массива с учетом последовательности ведения очистных и закладочных работ // Фундаментальные и прикладные вопросы горных наук. — 2022. — Т. 9. — № 3. — С. 54—59.

5. Курленя М. В., Еременко А. А., Шрепп Б. В. Геомеханические проблемы разработки железорудных месторождений Сибири. — Новосибирск: Наука, 2001. — 184 с.

6. Лушников В. Н., Сэнди М. П., Еременко В. А., Коваленко А. А., Иванов И. А. Методика определения зоны распространения повреждения породного массива вокруг горных выработок и камер с помощью численного моделирования // Горный журнал. — 2013. — № 12. — С. 11— 16.

7. Еманов А. Ф., Еманов А. А., Фатеев А. В., Шевкунова Е. В., Гладышев Е. А. Эволюция сейсмичности Алтая после Чуйского землетрясения 2003 г. // Вулканология и сейсмология. — 2023. — № 6. — С. 26—40.

8. Егоров П. В., Петров А. И., Егошин В. В. Предупреждение горных ударов на шахтах Кузбасса. — Кемерово, 1987. — 144 с.

9. Конурин А. И., Еременко А. А., Филиппов В. Н. Особенности оценки состояния массива горных пород при промышленных взрывах и геодинамических явлениях // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2017. — № 7. — С. 153—160.

10. Шрепп Б. В., Захарюта Г. В., Королев Н. Д. Особенности отработки новых рудных горизонтов с увеличением глубины на Таштагольском месторождении // Горный журнал. — 1975. — № 6. — С. 30—32.

11. Курленя М. В., Серяков В. М., Еременко А. А. Техногенные геомеханические поля напряжений. — Новосибирск: Наука, 2005. — 264 с.

12. Васичев С. Ю., Конурин А. И., Неверов С. А., Неверов А. А. Исследование показателей извлечения руды при системе подэтажного обрушения с торцовым выпуском на больших глубинах // Горный журнал. — 2023. — № 1. — С. 47—53. 

13. Журкина Д. С., Лавриков С. В. К вопросу определения макросвойств образцов геоматериалов при простом сдвиге в зависимости от микропараметров метода дискретных элементов // Динамические процессы в геосферах. — 2023. — Т. 15. — № 1. — С. 1—10.

14. Зенкевич О. Метод конечных элементов в технике. — М.: Мир, 1975. — 542 с.

15. Nazarova L. A., Nazarov L. A. Method for weak zones location at the coal-bed — host rock joint relative to the problem of sudden outbursts: theory and laboratory experiment // Frattura ed Integrità Strutturale. 2023, vol. 17, no. 63, pp. 13—25.

16. Lavrikov S. V., Mikenina O. A. Stress concentration analysis in rock mass with regard to elastoplastic shears and local bends // AIP Conference Proceedings. 2023, vol. 2899, article 020088.

17. Серяков В. М., Красновский А. А. Напряженное состояние крепи и окрестности выработки при ведении подготовительных работ в неустойчивых горных породах // ФТПРПИ. — 2022. — № 6. — С. 43—52.

18. Хан Г. Н. О несимметричном режиме разрушения массива горных пород в окрестности полости // Физическая мезомеханика. — 2008. — Т. 11. — № 1. — С. 109—114.