QR-код документа
N92
Numerical modeling of the stress-strain state of the Kurzhunkul open-pit mine [Текст] / S. А. Sedina, N. O. Berdinova, G. B. Abdikarimova [и др.] // Известия Национальной Академии наук Республики Казахстан. - 2021. - №6. - Р. 110-117
Рубрики: Геология
Кл.слова (ненормированные):
напряжённо-деформированное состояние -- карьер -- распределение главных напряжений -- устойчивость массива -- двухмерная численная модель
Аннотация: Напряженно-деформированное состояние горных пород является одним из главных факторов, определяющих величину и характер горного давления, от которого зависит безопасность разработки глубоких карьеров. При ведении горных работ необходимо понимание, где будут формироваться зоны повышенных главных компонент нормальных и максимальных касательных напряжений. В статье приведены результаты численного моделирования напряженно-деформированного состояния Куржункульского карьера в двухмерной постановке методом конечных элементов в программном комплексе MIDAS GTS NX. При математическом моделировании были учтены реально действующие в массиве напряжения, определенные натурными измерениями. Приведена модель, основанная на результатах моделирования, которую возможно применять для прогнозирования изменения максимального градиента горизонтального напряжения с увеличением глубины отработки Куржункульского карьера. По итогам моделирования бортов в юго-восточном северо-западном направлениях были определены участки, где наблюдается неблагоприятное воздействие максимальных касательных напряжений на прибортовой массив и возможно превышение максимальными касательными напряжениями UDC 622.271: 622.83 Sedina S.А. 1*, Berdinova N.O. 1, Abdikarimova G.B. 1, Altayeva A.A. 1, Toksarov V.N. 2 1 Branch of the Republican State Enterprise «National center for complex processing of mineral raw materials of the Republic of Kazakhstan» D.A. Kunayev Mining Institute, Almaty, Kazakhstan; 2 Mining Institute of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences, Perm, Russia. Е-mail: SSA2704@mail.ru NUMERICAL MODELING OF THE STRESS-STRAIN STATE OF THE KURZHUNKUL OPEN-PIT MINE Abstract. The stress-strain state of rocks is one of the main factors that determine the magnitude and nature of rock pressure, on which the safety of deep open pit development depends. When conducting mining operations, it is necessary to understand where zones of increased principal components of normal and maximum shear stresses form. The article presents the results of numerical modeling of the stress-strain state of the Kurzhunkul pit in a two-dimensional formulation by the finite element method in the MIDAS GTS NX software package. In mathematical modeling, the stresses actually acting in the array, determined by field measurements, were taken into account. A model based on the results of modeling is presented, which can be used to predict changes in the maximum gradient of horizontal stress with an increase in the depth of mining of the Kurzhunkul open-pit mine. Based on the results of the modeling of the sides in the southeastern north-western directions, areas were identified where there is an unfavorable effect of the maximum shear stresses on the side rock mass and the maximum shear stresses () may exceed the shear strength. Also, an assessment of the influence of the main components of normal and maximum shear stresses on the stability of the near-rock pit rock mass is given. It has been determined that the geomechanical state of the sides of the Kurzhunkul open-pit mine is characterized by the action of low compressive stresses. The values of the maximum compressive stresses vary from 5.52 MPa to 14.25 MPa, increasing from the day surface to the bottom of the open pit. The minimum component of the principal stresses varies from 0.70 to 9.4 MPa. The values of tensile minimum stresses are significantly less than the calculated values of tensile stresses in the sample and do not affect the stability of the pit edges. Key words: stress-strain state, pit, distribution of principal stresses, rock mass stability, a two-dimensional numerical model. Introduction. The problem of predicting the tectonic effect on the stress state of the rock mass is important in geomechanics today. If the natural stresses in the sides of the pit slope are high and exceed the strength of the rock mass, then its deformation occurs and large zones of weakened rocks are created, which can then collapse under the influence of their own weight [1, 2]. Based on the results of field studies, it was determined that the stress-strain state of the rock masses of the Kurzhunkul pit was attributed to the gravitational-tectonic type [3]. The stability of quarry walls in rocky tectonically stressed rocks is determined, first, by the parameters of the stressstrain state, structural disturbance, and strength characteristics of the rock mass. Materials and methods. To substantiate the rational design parameters of the Kurzhunkul opencast mine, calculations were performed to estimate the stress-strain state of the rock mass in a two-dimensional (2D) formulation by the finite element method using the MIDAS GTS NX software package. Finite element method (FEM) calculation in MIDAS GTS NX can be conditionally divided into the following stages: - setting the computational domain with the selection of characteristic areas and mechanical properties for the selected areas; предела прочности на сдвиг. Также приведена оценка влияния главных компонент нормальных и максимальных касательных напряжений на устойчивость прибортового массива карьера. Определено, что геомеханическое состояние бортов Куржункульского карьера характеризуется действием невысоких сжимающих напряжений. Величины максимальных сжимающих напряжений изменяются в пределах от 5,52 МПа до 14.25 МПа, увеличиваясь от дневной поверхности к дну карьера. Минимальная компонента главных напряжений меняется от 0,70 до 9,4 МПа. Значения растягивающих минимальных напряжений значительно меньше расчетных значений напряжений на растяжение в образце и не оказывают влияния на устойчивость бортов карьера
Держатели документа:
ЗКУ
Доп.точки доступа:
Sedina, S.А.
Berdinova, N.O.
Abdikarimova, G.B.
Altayeva, А.А.
Toksarov, V.N.
Похожие издания по классификации