Формирование разгруженной зоны в забое горной выработки в зависимости от скорости ее подвигания

Abstract

В данной работе выполнено математическое и численное моделирование связанных процессов деформирования углепородного массива и фильтрации метана с учетом их взаимного влияния и изменения во времени. Условием связи между геомеханическими и фильтрационными процессами служит зависимость коэффициентов проницаемости от компонент тензора напряжений. Обратная связь реализовывается через учет сил, обусловленных давлением газа, в расчете суммарной силы, действующей на каждую точку твердого тела. Задача решается в упруго-пластической постановке. Для математического описания процесса перехода горных пород в нарушенное состояние применяется условие прочности Кулона-Мора.

У даній роботі виконано математичне та чисельне моделювання зв’язаних процесів деформування вуглепородного масиву і фільтрації метану з урахуванням їх взаємного впливу і зміни в часі. Умовою зв’язку між геомеханічними і фільтраційними процесами служить залежність коефіцієнтів проникності від компонент тензора напружень. Зворотній зв’язок реалізовується через облік сил, обумовлених тиском газу, в розрахунку сумарної сили, що діє на кожну точку твердого тіла. Задача розв’язується в пружно-пластичній постановці. Для математичного опису процесу переходу гірських порід в порушений стан застосовується умова міцності Кулона-Мора.

In this paper, mathematical and numerical simulation of coupled processes of coal-and-rock massif deformation and methane filtration was performed with taking into account their mutual influence and changes on a timeline. Condition for interconnection between geomechanical and filtration processes is dependence between permeability coefficients and stress tensor components. Feedback is realized through forces caused by gas pressure taken into account in calculation of total force acting on each point of the solid. The problem is solved through plasto-elastic condition. The Mohr-Coulomb strength condition is applied for mathematical description of the process of rocks transition into disturbed state.