Север и рынок. 2019, № 1.

РАЦИОНАЛЬНОЕ И ЭКОЛОГОСБАЛАНСИРОВАННОЕПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЕНА СЕВЕРЕИ ВАРКТИКЕ В рубрике представлены статьи, опубликованные по результатам регионального молодежного форума «Молодая наука Арктики» в 2018 г., проведенного при поддержке гранта Министерства образования и науки Мурманской области (соглашение № 190 от 12 октября 2018 г.). Соредактор рубрики — к. т. н. Е. В.Громов. DOI: 10.25702/KSC.2220-802X.1.2019.63.143-153 УДК 622.023.2:622.831.23 519.612.2 ВЫБОР ОПТИМАЛЬНОЙ МОДИФИКАЦИИ КОНТАКТНОГО ЭЛЕМЕНТА ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ МАССИВА ГОРНЫХ ПОРОД С УЧЕТОМ СТРУКТУРНЫХ НЕОДНОРОДНОСТЕЙ С. В. Дмитриев младший научный сотрудник Горный институт КНЦ РАН, г. Апатиты Аннотация . Одной из важных задач в геомеханике является инженерно-геологическое и экономическое обоснование проектных решений с учетом структурных особенностей массива. Потеря устойчивости конструктивных элементов при разработке месторождений подземным и открытым способом в большинстве случаев связана с прорастанием трещин на контактах разнородных сред. Данный фактор не учитывается при моделировании напряженно-деформированного состояния (НДС) с имитацией неоднородностей материалом со сниженными прочностными характеристиками. В связи с этим введение в конечно-элементные модели контактных элементовнаграницесреди учеттрансформацииНДСпригеомеханическомобоснованиипараметровсистемразработки является актуальной и обладающей определенной новизной задачей. В работе реализованы алгоритмы и разработаны программы, позволяющие осуществлятьмоделированиеНДСс включением различных типов контактных элементов на разных масштабных уровнях. Выявлена модификация контактного элемента, наиболее подходящая для моделирования структурных неоднородностей и особенностей на контактах сред в скальных массивах горных пород. Получены результаты, позволяющие оценить влияние внедрения контактного элемента и варьирования его характеристик на напряженно-деформированное состояние в окрестности нарушенной зоны на контуре горной выработки в условиях действия тектонических напряжений. Рассмотрена методика оценки экономической эффективности прогнозных мероприятий по предотвращению горных ударов. Ключевые слова : численное моделирование, метод конечных элементов, контактный элемент, напряженно­ деформированное состояние, сдвиг, прочностные характеристики. CHOISE THE OPTIMAL CONTACT ELEMENT MODIFICATION FOR STRESSED-STRAIN STATE MODELING OF THE ROCK MASSIF WITH HETEROGENEITY ACCOUNTING S. V. Dmitriev Junior Researcher Mining Institute of the Kola Science Centre of the RAS, Apatity Abstract . One of the important tasks in geomechanics is the engineering-geological and economic substantiation of design solutions, taking into account the structural heterogeneities of the rock massif. Loss of stability of structural elements in the development of deposits by underground and open method in most cases is associated with the growth of cracks at the contacts of dissimilar media. This factor is not taken into account when modeling the stress-strain state (SSS) with imitation of heterogeneities with a material with reduced strength characteristics. In this regard, the integration of contact elements to the finite-element models at the boundary of blocks and taking into account the transformation of SSS in the geomechanical substantiation of the parameters of development systems is actual and has a certain novelty task. In work is realized the algorithms and has been developed programs that allow the simulation of SSS with the inclusion of various types of contact elements at different scale levels. A modification of the contact element that is most suitable for modeling structural heterogeneities and features at media contacts in rock massifs of rocks is revealed. Results have been obtained that allow assessing the impact of the introduction of a contact element and the variation of its 143