Вестник МГТУ. 2020, Т. 23, № 1.

Введение Обеспечение устойчивости массива горных пород является одной из наиболее сложных задач при проектировании подземных сооружений. Особое значение данная проблема приобретает в условиях теплового взаимодействия горных выработок с многолетнемерзлыми горными породами (ММГП). Из практики подземного строительства известно, что оттаивание мерзлых пород приводит к уменьшению или потере цементирующего действия льда, что сопровождается нарушением связности, ослаблением сцепления отдельных блоков и, как следствие этого, снижением устойчивости горных пород (Изаксон и др., 1989; Курилко и др., 2010). Значение теплового фактора при проектировании и строительстве подземных сооружений особо отмечается в нормативном документе ТСН-31-323-20021, регламентирующем проектирование вновь строящихся и реконструируемых подземных объектов различного назначения, размещаемых в криолитозоне. В этом документе, в частности, отмечается, что при подземном размещении в криолитозоне объектов, эксплуатирующихся с положительным тепловым режимом, следует предусматривать конструктивные и горнотехнические решения по предотвращению негативного влияния теплового фактора на устойчивость горных пород за счет применения типов и конструкций крепи, теплоизоляции, защитных покрытий. Тепловой режим, который определяет возможные криогенно-технологические осложнения, обусловливает актуальность задачи по изучению влияния зоны оттаивания многолетнемерзлого массива горных пород на устойчивость горных выработок. Решение данной задачи базируется, как правило, на методах математического моделирования температурного поля в породном массиве ( Курилко и др., 2010; Изаксон и др., 2000; Gambino et al., 2017 и др.). В рамках научно-исследовательских работ, проводимых в Горном институте Кольского научного центра РАН, были выполнены исследования различных факторов, которые оказывают влияние на взаимодействие подземной атомной станции малой мощности с массивом многолетнемерзлых пород, включая изучение теплового фактора (Амосов и др., 2013; Мельников и др., 2015; Наумов и др., 2018; Орлов и др., 2017 и др.). Целью настоящей работы является оценка эффективности пассивной системы тепловой защиты породного массива и изучение особенностей теплового режима элементов защитной конструкции (обделки) большепролетной камерной выработки. Материалы и методы Рассматривается цилиндрическая трехмерная модель камерной выработки радиусом 8,1 м и высотой 23,4 м, которая в схематичном виде представлена на рис. 1. С5 гч Рис. 1. Схема модели горной выработки: 1 - встроенная конструкция; 2 - выход по давлению воздушной среды; 3 - граница модели Fig. 1. Scheme of the mine working model: 1 - the built-in structure; 2 - the output by the air pressure; 3 - the model boundary 1 ТСН 31-323-2002. Подземные объекты в горных выработках криолитозоны Якутии : Территориальные строительные нормы Республики Саха (Якутия) : введен впервые : дата введения 2002-03-01 / разработан Научно­ исследовательским геотехнологическим центром "Градиент" (г. Якутск) [и др.]. URL: https://meganorm.ru/Data2/ 1/4294846/429484693 6.htm.