Чисельний аналіз напружено-деформованого стану двох незакріплених взаємовпливних виробок колового окреслення

UKR: Мета. Автори ставлять за мету провести чисельний аналіз напружено-деформованого стану двох незакріплених взаємовпливних виробок колового окреслення, і визначити зміну напружень та деформацій скінченноелементних моделей залежно від відстані між виробками. Методика. Проаналізовано аналітичний та чисельний підходи до розв’язання задачі напружено-деформованого стану двох незакріплених взаємовпливних виробок колового окреслення. У рамках аналітичного підходу розглянуто дві гіпотези виникнення взаємного впливу, що базуються на теоретичних засадах геомеханіки, однак не мають ґрунтовного узагальнення. На відміну від аналітичних методів, більш плідним підходом до поставленої задачі можна вважати застосування чисельних методів, зокрема методу скінченних елементів. За допомогою розрахункового професійного комплексу Structure CAD розроблено три скінченноелементні моделі двох незакріплених виробок колового окреслення з відстанню між ними, що складає один, три та п’ять діаметрів. Результати. Виконано аналіз компонент переміщень та нормальних напружень по горизонтальній та вертикальній осях для різних відстаней між двома незакріпленими виробками, що складають від одного до п’яти діаметрів. Причому для порівняння напружень розглянутих випадків також розраховано поодиноку виробку, напружено-деформований стан якої вважаємо в цьому дослідженні еталонним. З’ясовано, що ізополя напружень по горизонтальній осі на відстані одного діаметра (D) між виробками виросли в 1,2…1,3 раза порівняно з поодинокою виробкою, що свідчить про явно виражений взаємний вплив. Наукова новизна. На основі аналізу отриманих результатів проведено оцінку зміни напружень та переміщень двох незакріплених взаємовпливних виробок колового окреслення для різних варіантів відстаней між ними. Практична значимість. Розроблено пропозиції щодо розташування двох незакріплених виробок колового окреслення з таким розрахунком, щоб вплив між ними був визначеним і контрольованим.

ENG: Purpose. The authors aim to perform a numerical analysis of the stress-strain state of two unsupported circularly influenced workings and determine the change in stresses and strains of finite element models depending on the distance between the workings. Methodology. We analyze analytical and numerical approaches to solving the problem of the stress-strain state of two unsupported circularly influenced workings. Within the framework of the analytical approach, two hypotheses of the occurrence of mutual influence based on the theoretical principles of geomechanics, but without a thorough generalization, are considered. In contrast to analytical methods, a more fruitful approach to the problem can be considered the use of numerical methods, in particular the finite element method. Using the professional calculation complex Structure CAD, three finite element models of two unsupported circular workings with a distance between them of one, three, and five diameters were developed. Findings. The analysis of the displacement components and normal stresses along the horizontal and vertical axes for different distances between two unsupported workings ranging from one to five diameters was performed. Moreover, in order to compare the stresses of the considered cases, a single working was also calculated, the stress-strain state of which is considered in this study to be the reference state. It was found that the stress isofields along the horizontal axis at a distance of one diameter (D) between the workings increased by 1.2...1.3 times compared to a single workings, which indicates a clearly expressed mutual influence. Originality. Based on the analysis of the obtained results, the change in stresses and displacements of two unsupported circularly influenced workings for different options of distances between them was estimated. Practical value. Proposals have been developed for the location of two unsupported circular workings in such a way that the influence between them is determined and controlled.