Вестник Кольского научного центра РАН. 2010, №3.

первичного поля напряжений в массиве горных пород, вмещающем месторождение полезного ископаемого; • сопоставление результатов расчетов с данными других (прямых или косвенных методов) оценки исходного напряженного состояния массива; • изучение закономерностей формирования вторичного поля напряжений в окрестности ранее отработанных и проектируемых к отработке очистных пространств рудников, входящих в область моделирования; • проведение при необходимости корректировки модели и повтор расчетов; • выбор удароопасных участков месторождения для детального моделирования. Второй этап (детальное или крупномасштабное моделирование опасного участка) включает: • определение области влияния максимально достигаемых объемов выемок как подземным, так и открытым способом при сравнении соответствующих вариантов мелкомасштабного моделирования; • определение размеров следующей расчетной области; • задание на ее границах узловых перемещений, полученных на предыдущем этапе; • проведение расчетов для моделирования последовательной выемки запасов; • анализ расчетных данных и определение безопасных параметров систем разработки, применяемых или планируемых к применению на месторождении. При необходимости более детальных расчетов возможно сгущение сетки конечных элементов путем вставки дополнительных сечений в любой из трех плоскостей или формирование новой области моделирования с заданием граничных перемещений из модели второго этапа. На третьем этапе проводят уточненный расчет НДС в окрестности одиночной выработки или системы выработок с учетом поля напряжений, сформировавшегося при определенной геометрии очистных пространств путем задания граничных перемещений из соответствующего варианта и моделирования проходки выработки. Важнейшим этапом в решении задач методом конечных элементов является построение расчетной модели, а именно сетки конечных элементов. От того, насколько удачно это сделано, зависят скорость сходимости решения, его точность и надежность. Создание модели массива горных пород для расчета напряженно-деформированного состояния предполагает учет основных геологических и горно-технических факторов. К первой группе относятся: рельеф дневной поверхности, основные тектонические структуры (разломы), контакты рудных тел. Ко второй группе - границы текущих и проектируемых очистных пространств, местоположение выработок и других элементов горной технологии, которые планируется учесть в конкретной задаче. Модель создается таким образом, чтобы обеспечить многовариантность расчетов, так как рассматриваемый этап является самым трудоемким. Программный комплекс вместе с моделями удароопасных участков, созданными с учетом регламентов на отработку соответствующих блоков и просчитанным вариантом текущей конфигурации очистных пространств, устанавливается на компьютеры службы прогноза и предупреждения горных ударов (СППГУ) рудников. Инженеры службы могут самостоятельно редактировать геометрию очистных пространств, характеристики пород в конечно-элементной модели, после чего получать перераспределение поля напряжений и деформаций как в целом по блоку, так и в окрестности отдельных выработок. Для контроля и выявления наиболее опасных участков выработок и обоснования рекомендаций по их поддерживанию предполагается: 1) регулярное (ежемесячное) прогнозное обновление геометрии очистной выемки в соответствии с планом работ на ближайший месяц, расчет поля напряжений для данного варианта, а также уточненный расчет категорий удароопасности для планируемых к проходке выработок; 2) обязательный прогноз удароопасности в случае вынужденных ситуационных отклонений от плана горных работ и изменения порядка отработки запасов; при прогнозировании повышенной удароопасности - рассмотрение вариантов другого порядка ведения горных работ и (или) мероприятий по снижению удароопасности и выход на комиссию по горным ударам рудника с соответствующими предложениями; 3) раз в полгода - проведение сопоставительного анализа расчетных категорий удароопасностивыработок с данными визуального обследования; в случае несовпадения - 15