Розроблення нових інформаційних технологій оцінки напружено-деформованого стану гірських порід (кер.: чл.-кор. НАНУ д.т.н. Круковський О.П.; д.т.н. Слащов І.М.)

Сторінка 1 із 4

В ІГТМ НАН України розроблено три програмних комплекса для розрахунків геомеханічного стану породного масиву. Програмні системи реалізують три взаємодоповнюючих методології прогноза напружено-деформованого стану масиву гірських порід.

Прогнозування геомеханічних умов відпрацювання вугільних пластів служить фундаментом для розробки ефективних і безпечних технологій гірничих робіт. Тому вирішення проблеми геомеханической безпеки може бути виконано на науково-технічній базі прогнозування геомеханічних і газодинамічних процесів сучасними інформаційними технологіями. Разом з тим, моделювання складних фізичних процесів неможливо без нових методів, сучасної обчислювальної техніки і програмного забезпечення для розрахунків, обробки, аналізу і візуалізації великих масивів даних.

Протягом більше 30 років вони динамічно розвивалися і, на сьогоднішній день, являють собою три взаємодоповнюючих методології, які реалізовані в широко апробованих програмних системах: системі об'ємного моделювання на основі методу скінченних елементів (МСЕ); системі моделювання «GEO-RS» для розрахунків геомеханічних і газодинамічних процесів в структурно-неоднорідному масиві порід та параметрів технологій видобутку корисних копалин на основі методу скінченних елементів і методу початкових напружень; системі моделювання плоско параллельніх об'ємних структур масиву на основі модифікованого методу Фусса-Вінклера.

Необхідність розвитку власного програмного забезпечення пояснюється тим, що комерційні програмні комплекси пропонуються тільки з компілюваними (зашифрованими) кодами, їх неможливо розширити під нові умови без вихідного програмного коду. Кодування програми унеможливлює оцінку адекватності математичних моделей, які закладені в розрахунковий модуль. Крім того, програми, що запропоновані для геомеханічних розрахунків, створювалися для інших цілей, наприклад, для проектування деталей, зборок і оболонок в машинобудуванні - це програми SolidWorks, Сosmos, NX Nastran, розрахунку грунтів - pfase2, фундаментів будівель і будівельних конструкцій - «Ліра» , і цей список можна продовжувати. Тобто комерційні програми вузькоспеціалізовані для оцінки стану матеріалу деталей машин, механізмів, корпусів літаків, елементів ракетної техніки і ін., Тому воні в основному призначені для розрахунків виключно пружних середовищ, що не відповідає моделі деформування гірських порід. Це є великою проблемою при розрахунках геомеханічних процесів в осадових гірських породах, так як для фактичних умов розробки вугільних шахт пружні моделі дають вкрай наближену картину розподілу напружень і тільки на момент часу, коли відбувається пружна деформація. Навіть якщо правильно вирішується тестова задача, складно адекватно задати граничні умови без точного розуміння їх основи. Тому розрахунки часто приводять до некоректних результатів, які не підтверджуються реальними вимірами в гірничих виробках.

Таким чином, наші фахівці, маючи в своєму розпорядженні і володіючи можливостями комерційних програм SolidWorks, Сosmos, NX Nastran, pfase2, «Ліра» та ін. розробили свою стійку і апробовану розрахункову базу.

Прогнозування геомеханічних умов відпрацювання вугільних пластів служить фундаментом для розробки ефективних і безпечних технологій гірничих робіт.