Исследование состояния анизотропного массива горных пород в окрестности выработки, пройденной вблизи дизъюнктивного нарушения

Abstract

Проведены исследования геомеханического состояния массива осадочных пород, вмещающего выработку и дизъюнктивное нарушение. Трасса протяжённой выработки и простирание нарушения параллельны. Результаты получены в рамках модели анизотропного массива. Она представляет собой упругую плоскость, пронизанную системой регулярных поверхностей ослабления. В плоскости имеется полость прямоугольной формы и узкий вытянутый прямоугольный вырез в виде щели, заполненный материалом с заданными характеристиками жёсткости на сжатие и сдвиг. Сама плоскость нагружена гравитационными силами налегающей сверху полости толщи пород. Модель реализована посредством двух методов метода фиктивных нагрузок и метода разрывных смещений. В методе фиктивных нагрузок должны соблюдаться граничные условия на контуре выработки, а в методе разрывных смещений на контуре щели. В рамках разработанной модели проведён широкомасштабный вычислительный эксперимент, в ходе которого построено поле напряжений и на его основе, а также на основе критериев прочности Мора Кузнецова построены зоны нарушения сплошности массива около выработки и наклонно расположенной щели. Установлено, что размеры и конфигурация зон зависит от углов ориентации регулярных поверхностей ослабления, и при некоторой их комбинации зоны нарушения сплошности образуют области неустойчивости массива. Проведённый анализ полученных результатов выявил конфигурацию области неустойчивости на координатной плоскости, осями которой являются углыпадения и простирания поверхностей ослабления.