Вестник Кольского научного центра РАН. 2016, №1.

С. Н. Савченко, А. В. Ловчиков разрабатываемых рудником, до дневной поверхности, расположенной под углом 40° к горизонту. Горные выработки нижней залежи в результате были разрушены на площади 650 тыс. м2 [1]. Причиной горно-тектонического удара послужила надработка верхней рудной залежью мощностью 5.5 м отработанного пространства нижней залежи мощностью 2.5 м, располагаемого на 60 м ниже по вертикали от верхней залежи под действием больших гравитационно­ тектонических напряжений, существующих в массиве [2]. Схема распределения напряжений вокруг выработок обеих залежей и трещины сдвига приведена на рис. 1. Рис. 1. Распределение напряжений ст1 в поперечном сечении шахтного поля рудника «Умбозеро» перед горно­ тектоническим ударом по результатам математического моделирования: 1 - напряжения сжатия; 2 - напряжения растяжения При отработке свиты рудных залежей в горном деле сначала отрабатывается верхняя залежь, затем следующая по порядку от верхней и т. д. На руднике «Умбозеро» первоначальная отработка нижней залежи была вынужденной, поскольку верхняя залежь к началу эксплуатации рудника считалась некондиционной и не предполагалась к разработке. Тем не менее интересно рассмотреть, как менялось бы напряженное состояние пород вокруг выработок, если бы первоначально отрабатывалась верхняя залежь? Задача решалась методом граничных элементов в плоской (двухмерной) постановке. Схема решения задачи представлена на рис. 2. Авторы настоящей статьи предполагают, что в массиве горных пород действуют гравитационное поле напряжений (ст^ = уН, ах = ХуН) и горизонтальные тектонические напряжения Tx = -50 МПа. Массив горных пород представлен разновидностями, имеющими следующие характеристики: предел прочности при одноосном сжатии [стс] = -200 МПа, при растяжении [ар] = 10 МПа, модуль Юнга Е = 5-104МПа, коэффициент Пуассона ѵ = 0.25. Пороговые величины удельной энергии деформирования от действия сжимающих напряжений [wc] = 0.4-106 Дж/м3, а при растяжении [wF] = 0.4-104 Дж/м3. Следовательно, величины сжимающих напряжений, концентрация которых в окрестности выработок достигает значений ст2 « (100-150) МПа, не вызовут существенных опасений. Другая компонента главных напряжений Сті, изменяющаяся в окрестности выработок до 10-15 МПа, будет наиболее опасной. Сначала исследовалось напряженное состояние пород вокруг выработок при отработке четырех камер верхней залежи (рис. 1). Последовательность изменения наиболее опасных напряжений ст1 вокруг камер при изменении их числа (ширина камер - 20 м, высота - 5.5 м, ширина целиков - 10 м) от одной до четырех показана на рис. 3. ВЕСТНИК Кольского научного центра РАН 1/2016(24) 45