Formation of inelastic deformation zones based on numerical modeling

Gornye nauki i tekhnologii = Mining Science and Technology (Russia), 2026

Толық мәтін Ашық қол жеткізу: Gold Метадеректер (CSL-JSON)
DOI 10.17073/2500-0632-2025-07-1104
Деректер сенімділігі 70 орташа
Бұл баға қалай есептеледі

Ол жазбаның өзінің тексерілетін белгілерінен құралады: мақаланың DOI-і бар ма, оның деректерін қанша тәуелсіз дереккөз растады, міндетті өрістер толтырылған ба және соңғы растау қаншалықты жаңа. Дереккөздер арасындағы алшақтық пен идентификатордың болмауы бағаны төмендетеді. 80-нен бастап мән жазбаның қосымша тексерусіз жарияланғанын, 60-тан 79-ға дейін — оның сенімділігі төмен күйде жарияланғанын және қолмен тексеру ұсынылатынын білдіреді. Редактор қолмен тексерген жазбаны қайта есептеу 90-нан төмен түсірмейді. Бұл — мақаланың өзіне емес, ол туралы деректерімізге берілген баға.

Аңдатпа

Comprehensive consideration of the geomechanical and structural characteristics of the rock mass is a prerequisite for ensuring the safety and efficiency of underground mining operations. The key parameters that must be incorporated into computational models include the physical, mechanical and strength properties of rocks, their degree of fracturing, as well as the initial and mining-induced stress state of the rock mass. This study investigates geomechanical criteria for determining support parameters of development workings under conditions of plastic deformation. The methodological framework is based on a combination of theoretical analysis, finite element numerical modeling using the RS2 software package (Rocscience), and generalization of experimental data on the properties of host rocks. This approach enabled a detailed analysis of the stress-strain state of the rock mass at various stages of mining operations, including the roadway junction where a new roadway is driven from an existing excavation and its subsequent development. The modeling results established the spatial boundaries of deformation zones: the depth of developed inelastic deformation reaches 0.6–0.7 m from the excavation boundary, while the elastoplastic deformation zone extends to 1.8–1.9 m. Stress analysis showed that in the abutment pressure zone ahead of the excavation face, stresses reach values of 20.48 MPa, which is about 25% higher than the in-situ stress level at a depth of 600 m. Analysis of the Factor of Safety (FoS) revealed local zones with FoS < 1 in the junction zone, indicating the need for reinforcement of the support system. The results provide a scientifically substantiated basis for predicting the geomechanical state of the rock mass and for selecting rational support parameters, thereby improving excavation stability, reducing maintenance requirements, and enhancing industrial safety in underground coal mining.