Авторы: В.В. Семенцов, Д.В. Осминин, В.А. Гоголин, И.А. Ермакова

Название статьи: Прогнозирование пучения почвы горных выработок на основе численного моделирования для повышения безопасности ведения очистных работ в угольных шахтах

Год: 2026, Номер: 1, Страницы: 138-145

Отрасль знаний: 2.8.6. Геомеханика, разрушение горных пород, рудничная аэрогазодинамика и горная теплофизика

Индекс УДК: 622.831.322

DOI: 10.26730/1999-4125-2026-1-138-145

Аннотация: В статье представлены результаты комплексного исследования проявлений горного давления в вентиляционном штреке лавы 48-8 шахты «Ерунаковская-VIII», находящейся на глубине 600–650 м. Особое внимание уделено явлению пучения почвы, которое оказывает существенное влияние на безопасность и эффективность очистных работ. Установлено, что пучение обусловлено не только напряженно-деформированным состоянием массива горных пород под действием опорного давления от очистного забоя, но и реологическими свойствами пород непосредственной почвы, в частности, их склонностью к ползучести. Для прогнозирования деформаций использовано численное моделирование методом конечных элементов в программном комплексе «ELCUT», учитывающее сложные горно-геологические и горнотехнические условия. На основе результатов проведенных численных экспериментов установлена длина зоны влияния очистного забоя на деформационное состояние штрека. Исследовано изменение конвергенции кровли и почвы по длине штрека, начиная от сопряжения штрека с лавой. Из общей конвергенции выделены две составляющие – смещения кровли и смещения (пучение) почвы. Установлено, что основную долю в конвергенцию кровли и почвы штрека вносят смещения почвы. Расчет пучения почвы с учетом ползучести пород проводился методом переменных модулей деформаций пород. Показано, что ползучесть пород непосредственной почвы приводит к значительному увеличению пучения почвы по всей длине штрека. Проведенные натурные наблюдения подтвердили достоверность численных прогнозов. На основе полученных данных предложены практические рекомендации по повышению безопасности ведения работ, включая увеличение скорости подвигания забоя, оптимизацию параметров крепи и сечения выработки.

Ключевые слова: пучение почвы метод конечных элементов напряженно-деформированное состояние горное давление конвергенция пород кровли и почвы

Дата получения: 01.12.2025

Дата одобрения: 15.01.2026

Дата опубликования: 19.03.2026

ЦИТИРОВАНИЕ СКАЧАТЬ