Разработка новых информационных технологий оценки напряженно-деформированного состояния горных пород (рук.; чл.-корр. НАНУ д.т.н. Круковский А.П. ; д.т.н. Слащёв И.Н.) - Программно-технологический комплекс «Технология стратегического планирования развития горных работ» (отв. чл.-корр. НАНУ д.т.н. Волошин А.И.)
Без знания механики горных пород, специфики их разрушения и закономерностей протекания геомеханических процессов при ведении горных работ, невозможно осуществлять прогноз его состояния и планировать научно и практически обоснованную стратегию развития горных работ на стадии их проектирования. Решение всего комплекса горномеханических задач и разработка на их основе практических рекомендаций для конкретного добычного участка может быть обеспечено только при системном подходе к решаемой проблеме.
Для возможности планирования горных работ на этапе их проектирования Институтом геотехнической механики им. Н.С. Полякова НАН Украины, совместно с Научно-инженерным центром «Экология-Геос» предложена методология решения практических горнотехнических задач, реализованная в виде программно-технологического комплекса «Технология стратегического планирования развития горных работ». «Технология…» основана на учете закономерностей механизма сдвижения слоистого, разномодульного горного массива, склонного к расслоениям при ведении горных работ. Этот механизм заключается в последовательном от угольного пласта до дневной поверхности изгибе слоев пород, представленных в виде тонких плит, не жестко защемленных по контуру выработки, с подвижками слоев относительно друг друга по контактам напластований.
Программное обеспечение данной «Технологии…» является достаточно сложным продуктом. В связи с необходимостью учета большого количества показателей и факторов, оно включает в себя шесть самостоятельных модулей, в которых последовательно рассчитываются определенные группы горно-геологических и горнотехнических показателей по отдельным подпрограммам расчета, для каждого слоя породы от угольного пласта до дневной поверхности, которые на заключительном этапе «Технологии…» интегрируются в единую систему. Программные модули увязаны в кластеры, что в тысячи раз превышает скорость самых мощных ПЭВМ.
В начале моделирования производится анализ и обработка исходных данных: подготовка горно-геологических данных по анализу стратиграфических колонок, а также результатов горно-геологического прогноза, затем данных горнотехнического характера на основе базового варианта технологии и особенностей ведения горных работ. После производится собственно моделирование по следующему укрупненному алгоритму:
При этом решение горнотехнических задач производится максимально приближенно к условиям конкретного добычного участка, выработки или даже ее отдельного участка. Это достигается путем использования реальных физико-механических характеристик вмещающих пород и горнотехнических условий ведения горных работ.
Неоспоримым преимуществом Технологии, по сравнению с существующими методиками и программно-вычислительными комплексами, является совместный учет влияния очистных выработок на подготовительные, учет влияния параметров ведения горных работ на смежных пластах (подработка/надработка), что позволяет еще на стадии проектирования определять рациональные технологические параметры горных работ для условий конкретного добычного участка.
Кроме этого, прогноз особенностей поведения массива при ведении горных работ позволяет определять параметры его деформирования: опускания кровли, поднятия почвы, сближение стенок выработок, горизонтальные подвижки слоев пород относительно друг друга по напластованию, образование полостей расслоения и их размеры. Это в комплексе со знанием силовых характеристик: нормальных нагрузок и напряжений, позволяет решать горнотехнические задачи любого уровня сложности.