Формирование глобальных численных моделей мозаичной структуры с интерполированными свойствами горного массива
Ю.Ю. Головченко1, А.Е. Румянцев1, А.П. Киркин1, А.В. Трофимов1, М.А. Соннов2
1 ООО «Институт Гипроникель», г. Санкт-Петербург, Российская Федерация
2 ООО «Фидесис», г. Москва, Российская Федерация
Горная Промышленность №4/ 2026 стр. 60-66
Резюме: В работе предложен подход к построению глобальных численных моделей мозаичной структуры с интерполированными физико-механическими свойствами массива горных пород. Методика основана на переносе данных о физико-механических характеристиках массива из геомеханических блочных моделей в конечно-элементные с учетом сложной геометрической формы геологических структур и подземных сооружений. При этом исключается усреднение свойств по крупным литологическим доменам. В основе методики лежит одновременное использование данных из нескольких блочных моделей с разной детализацией. Каждая модель имеет свою направленность: геометрическую, геомеханическую или иную. Построение сетки конечных элементов выполняется с минимальным использованием внешней CAD-геометрии, что позволяет получить лучшую численную устойчивость при решении больших задач. В рамках методики был реализован внешний модуль на языке программирования Python, использующий Gmsh в качестве генератора сетки. Апробация модуля была выполнена через интеграцию с CAE Fidesys. С использованием разработанного модуля была построена высокодетализированная глобальная численная модель рудника. Представлены результаты численного моделирования. На примере текущей геомеханической обстановки выполнена оценка адекватности численной модели.
Ключевые слова: численное моделирование, метод конечных элементов, CAE Fidesys, блочное моделирование, мозаичная структура, критерий прочности Кулона–Мора, напряженно-деформированное состояние, массив горных пород
Для цитирования: Головченко Ю.Ю., Румянцев А.Е., Киркин А.П., Трофимов А.В., Соннов М.А. Формирование глобальных численных моделей мозаичной структуры с интерполированными свойствами горного массива. Горная промышленность. 2026;(4):60–66. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2026-4-60-66
Информация о статье
Поступила в редакцию: 02.03.2026
Поступила после рецензирования: 04.05.2026
Принята к публикации: 25.05.2026
Информация об авторах
Головченко Юрий Юрьевич – старший научный сотрудник лаборатории геотехники, ООО «Институт Гипроникель», г. Санкт-Петербург, Российская Федерация; https://orcid.org/0000-0003-2980-2173; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Румянцев Александр Евгеньевич – кандидат технических наук, заведующий лабораторией геотехники, ООО «Институт Гипроникель», г. Санкт-Петербург, Российская Федерация; https://orcid.org/0000-0002-2204-961X; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Киркин Александр Павлович – кандидат технических наук, старший научный сотрудник лаборатории геотехники, ООО «Институт Гипроникель», г. Санкт-Петербург, Российская Федерация; https://orcid.org/0000-0002-4830-8042; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Трофимов Андрей Викторович – кандидат технических наук, директор департамента научно-технического развития, ООО «Институт Гипроникель», г. Санкт-Петербург, Российская Федерация; https://orcid.org/0000-0001-7557-9801; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Соннов Максим Александрович – действительный член Академии горных наук, заместитель генерального директора, ООО «Фидесис», г. Москва, Российская Федерация; https://orcid.org/0009-0004-3932-5571; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Список литературы
1. Małkowski P., Niedbalski Z., Balarabe T. A statistical analysis of geomechanical data and its effect on rock mass numerical modeling: a case study. International Journal of Coal Science & Technology. 2021;8(2):312–323. https://doi.org/10.1007/s40789-020-00369-2
2. Dmitrovic N. Comparison of numerical modeling methods for operational rock mechanics. In: 23rd Canadian Rock Mechanics Symposium, RockEng 2025. Available at: https://www.researchgate.net/publication/394523329_Comparison_of_Numerical_Modeling_Methods_for_Operational_Rock_Mechanics (accessed: 19.03.2026).
3. Гайнанов Ш.Х., Аптуков В.Н., Середин В.В. Математическое моделирование трещиноватости пород в пределах локальных структур. Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2024;335(1):184–193. https://doi.org/10.18799/24131830/2024/1/4541
4. Холодилов А.Н., Кириленко В.И., Шевченко П.Р., Самосенко И.В. Изменение коэффициента запаса устойчивости физической модели системы разработки с учетом расположения и параметров глинистых пропластков. Горный журнал. 2025;(6):81–86. https://doi.org/10.17580/gzh.2025.06.12
5. Shapka-Fels T., Elmo D. Numerical modelling challenges in rock engineering with special consideration of open pit to underground mine interaction. Geosciences. 2022;12(5):199. https://doi.org/10.3390/geosciences12050199
6. Nikolić M., Roje-Bonacci T., Ibrahimbegović A. Overview of the numerical methods for the modelling of rock mechanics problems. Tehnicki Vjesnik. 2016;23(2):627–637. https://doi.org/10.17559/TV-20140521084228
7. Torres V.F.N. Full use of hydrogeological-geomechanical parameters for 3D stability analysis in an open-pit iron mine with complex geometry. Journal of Geoscience and Environment Protection. 2025;13(2)136–160. https://doi.org/10.4236/gep.2025.132010
8. Bobet A., Fakhimi A., Johnson S., Morris J., Tonon F., Yeung M.R. Numerical models in discontinuous media: review of advances for rock mechanics applications. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering. 2009;135(11):1547–1561. https://doi.org/10.1061/(ASCE)GT.1943-5606.0000133
9. Wei X., Li Z., Zhao G. A review of multiscale numerical modeling of rock mechanics and rock engineering. Deep Underground Science and Engineering. 2025;4(3):382–405. https://doi.org/10.1002/dug2.12127
10. Господариков А.П., Кириленко В.И., Мильков А.С., Шиленко С.Ю. Определение параметров модели руд и горных пород рудника «Заполярный» для дискретного моделирования процесса выпуска руды под обрушенными породами. Горный журнал. 2025;(9):13–19. https://doi.org/10.17580/gzh.2025.09.02
