Север и рынок. 2019, № 1.

Рис. 8. Векторное поле напряжений в окрестности разломной структуры (после интеграции контактного элемента с увеличенной тангенциальной жесткостью) Выводы 1. Изучены модификации контактного элемента, реализован алгоритм метода конечных элементов с использованием каждой из них. Проведена серия численных экспериментов по оценке поведения контакта структурной неоднородности под нагрузкой при использовании каждой модификации контактного элемента. Лучшую тангенциальную производительность показал двойной контактный элемент. 2. В алгоритм решения статической задачи теории упругости внедрена выбранная модификация контактного элемента. С его использованием решен ряд задач для определения оптимальных параметров тангенциальной и нормальной жесткости контакта. Исходя из результатов проведенных численных экспериментов выбраны параметры нормальной жесткости kn =1-106 для дальнейшего моделирования и изучения поведения моделей с контактным элементом на масштабном уровне метрового диапазона. 3. Разработана модель одиночной выработки с включением структурной неоднородности в кровле. Получены результаты, позволяющие оценить влияние внедрения контактного элемента и варьирования его характеристик на напряженно-деформированное состояние в окрестности разломной структуры: • увеличение концентраций полей максимальной компоненты главных напряжений на границах контакта; • перераспределение векторного поля напряжений в блоках, разделенных контактным элементом; • на смещения по контакту влияют не только прочностные характеристики, но и пространственная ориентация контактного элемента в модели. 4. Выбор оптимальной модификации контактного элемента позволит приблизить результаты конечно-элементного моделирования массива горных пород к реальным условиям и, следовательно, делать более точные прогнозы НДС для составления оптимальных с точки зрения безопасности и объемов добычи руды регламентов горных работ. 5. Для экономической оценки прогнозных мероприятий по безопасному ведению горных работ возможно воспользоваться методикой, предложенной А. А. Просветовой, В. А. Носковым и С. В. Цирель. 151