Методика численного моделирования полей напряжений в районе размещения угольных шахт
Д.Ж. Акматов1, Х.Ю. Евлоев1, А.Д. Меллер2, Т.А. Манукян1, В.Н. Чадин1
1 Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», г. Москва, Российская Федерация
2 Российский университет дружбы народов, г. Москва, Российская Федерация
Горная Промышленность №1 / 2023 стр. 39-44
Резюме: При разработке угольных месторождений подземным способом активизируются опасные геодинамические явления и процессы на локальном и региональном уровнях. Для определения риска их развития необходимо выполнять оценку напряженного состояния района размещения угольных шахт. В статье представлена методика численного моделирования полей напряжений в районах разработки угольных месторождений подземным способом. Было смоделировано напряженно-деформированное состояние фрагмента геологической среды в районе г. Ленинска-Кузнецкого, где эксплуатируются несколько крупных угольных шахт (им. Кирова, им. Рубана, им. 7-го ноября и др.). Расчеты напряжений были выполнены методом конечных элементов в программном продукте «COMSOL». В качестве расчетной схемы была использована карта разломной тектоники района центрального Кузбасса. Граничные условия и физико-механические свойства модели задавались на основе геолого-геофизических исследований территории. В результате были получены и проанализированы компоненты тензора напряжений в ситуации до и после выработки угольного месторождения.
Ключевые слова: моделирование, методика, уголь, шахта, напряженно-деформированное состояние, добыча угля
Для цитирования: Акматов Д.Ж., Евлоев Х.Ю., Меллер А.Д., Манукян Т.А., Чадин В.Н. Методика численного моделирования полей напряжений в районе размещения угольных шахт. Горная промышленность. 2023;(1):39–44. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2023-1-39-44
Информация о статье
Поступила в редакцию: 13.12.2022
Поступила после рецензирования: 11.01.2023
Принята к публикации: 13.01.2023
Информация об авторах
Акматов Дастан Женишбекович – аспирант кафедры геологии и маркшейдерского дела Горного института НИТУ «МИСиС», г. Москва, Российская Федерация; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Евлоев Хусейн Юсупович – аспирант кафедры геотехнологий освоения недр Горного института НИТУ «МИСиС», г. Москва, Российская Федерация; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Меллер Александр Дмитриевич – аспирант департамента недропользования и нефтегазового дела, Российский университет дружбы народов, г. Москва, Российская Федерация; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Манукян Тигран Арменович – аспирант кафедры геотехнологий освоения недр Горного института НИТУ «МИСиС», г. Москва, Российская Федерация; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Чадин Владимир Николаевич – аспирант кафедры геологии и маркшейдерского дела Горного института НИТУ «МИСиС», г. Москва, Российская Федерация; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Список литературы
1. Сидоренко А.В. (ред.) Геология СССР. Т. 14. Западная Сибирь (Алтайский край, Кемерово, Новосибирская, Омская, Томская области). Ч. 1. Геологическое описание. М.: Недра; 1967. 664 с.
2. Панина Л.В., Зайцев В.А. Неотектоника и геодинамика кузнецкой впадины. Вестник Московского университета. Серия 4. Геология. 2012;(6):13–20.
3. Карташев М.П., Есиков Н.П. Изучение деформаций земной поверхности на Кузбасском полигоне. В кн.: Современные движения и деформации земной коры на геодинамических полигонах. М.: Наука; 1983. С. 102–105.
4. Новиков И.С., Черкас О.В., Мамедов Г.М., Симонов Ю.Г., Симонова Т.Ю., Наставко В.Г. Этапы активации и тектоническая делимость Кузнецкого угольного бассейна (Южная Сибирь). Геология и геофизика. 2013;54(3):424–437.
5. Адушкин В.В. Триггерная сейсмичность Кузбасса. В кн.: Триггерные эффекты в геосистемах: тезисы докладов III Всероссийского семинара-совещания, Москва, 16–19 июня 2015 г. М.: Издательство ГЕОС; 2015. С. 8–28.
6. Яковлев Д.В., Лазаревич Т.И., Цирель С.В. Природно-техногенная сейсмоактивность Кузбасса. Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2013;(6):20–34.
7. Лазаревич Т.И., Поляков А.Н. Горный мониторинг сейсмической и геодинамической безопасности Кузбасса. Маркшейдерский вестник. 2010;(1):16–22.
8. Emanov A.A., Emanov A.F., Fateev A.V., Leskova E.V. Simultaneous Impact of Open-Pit and Underground Mining on the Subsurface and Induced Seismicity. Seismic Instruments. 2018;54(4):479–487. https://doi.org/10.3103/S0747923918040035
9. Морозов В.Н., Татаринов В.Н., Колесников И.Ю., Маневич А.И. Моделирование напряженно-деформированного состояния эпицентральной зоны сильного землетрясения в Иране (26 декабря 2003 г. Mw = 6.6). Физика Земли. 2018;(4):68–78. https://doi.org/10.1134/S0002333718040087
10. Manevich A.I., Kolikov K.S., Egorova E.A. Geoecological aspects of stress-strain state modeling results of Leninsky coal deposit (Kuzbass, Russia). Russian Journal of Earth Science. 2019;19:ES4002. https://doi.org/10.2205/2019ES000663
11. Попов Ю.Н. Некоторые особенности тектоники шахтных полей Северо-Восточной части Ленинского района Кузбасса. Известия Томского политехнического института им. С.М. Кирова. 1976;236:119–128. Режим доступа: http://earchive.tpu.ru/handle/11683/12111
12. Овсюченко А.Н., Рогожин Е.А., Новиков С.С., Мараханов А.В., Ларьков А.С., Акбиев Р.Т., Могушков И.М. Палеогеологические и тектонические исследования сейсмоопасных территорий юга Кузбасса. Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. 2010;(6):35–45.
13. Batugin A.S., Batugina I.M., Lan T. Tectonophysical model of fault tectonic rock burst with wing sliding. Journal of Liaoning Technical University, Natural Science. 2016;35:561–565.
14. Батугин А.С., Климанова В.Г. Затопление ликвидируемых шахт как возможная причина техногенных землетрясений в горнопромышленных районах. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2000;(2):181–184.
15. Tarasenko I.A., Zinkov A.V., Chudaev O.V., Vetoshkina A.V., Holodilov I.I. Technogenic effect of liquidation of coal mines on earth’s entrails: hydrogeochemical aspect. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2017;87(4):042022. https://doi.org/10.1088/1755-1315/87/4/042022
16. Морозов В.Н., Маневич А.И., Татаринов В.Н. Моделирование напряженно-деформированного состояния и геодинамическое районирование в сейсмически активных районах. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2018;(8):123–132. https://doi.org/10.25018/0236-1493-2018-8-0-123-132
