ФОРМИРОВАНИЕ ФИЛЬТРАЦИОННЫХ МОДЕЛЕЙ ГОРНОГО МАССИВА И ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ПУСТОТНОСТИ
DOI:
https://doi.org/10.24412/0136-4545-2026-1-94-105Ключевые слова:
угольные шахты, Донбасс, затопление, фильтрация подземных вод, зона водопроводящих трещин, сдвижение земной поверхности, техногенная пустотность, коэффициент фильтрации, геомеханические процессы, математическое моделированиеЛицензия
Аннотация
В статье проведен анализ и обобщены фундаментальные работы в области геомеханики и гидрогеологии. Предложена структурная модель затапливаемого массива, выделяющая три зоны с различными фильтрационными характеристиками: зона прогиба, зона водопроводящих трещин (ЗВТ) и зона обрушения. Выполнен анализ существующих зависимостей для определения геометрических параметров этих зон и их пустотности. Для количественной оценки фильтрационных свойств использованы взаимосвязи законов Дарси и Пуазейля, а также эмпирические формулы, связывающие коэффициент фильтрации с мощностью пласта и глубиной. Предложены расчетные выражения для определения времени затопления интервалов и величины активизации оседаний.
Скачивания
Библиографические ссылки
1. Казаковский Д.А. Сдвижение земной поверхности под влиянием горных разработок / Д.А. Казаковский. – Углетехиздат, 1953.
2. Методы и средства решения задач горной геомеханики / Г.Н. Кузнецов, К.А. Ардашев, Н.А. Филатов [и др.]. – М.: Недра, 1987. – 248с.
3. Борисов А.А. Механика горных пород и массивов / А.А. Борисов.– М.: Недра, 1980. – 360 с.
4. Авершин С.Г. Сдвижение горных пород при подземных разработках / С.Г. Авершин. – Москва: Углетехиздат, 1947. – 245 с.
5. Зоря Н.М. Исследование методом моделирования эквивалентными материалами процесса сдвижения горных пород и земной поверхности при выемке одного пологопадающего пласта угля в условиях Донбасса: Автореферат дис. работы, представленный на соискание ученой степени кандидата технических наук / М-во высш. образования УССР. Донецкий ордена Труд. Красного Знамени индустр. ин-т им. Н.С. Хрущева. – Сталино: [б. и.], 1958. – 28 с.
6. Гусев В.Н. Определение параметров зоны водопроводящих трещин через горизонтальные деформации подрабатываемой толщи / В.Н. Гусев, Д.А. Илюхин, А.Г. Алексенко // Записки горного института. – 2013. – Т. 204. – С. 69–73.
7. Илюхин Д.А. Расчет зоны водопроводящих трещин для железорудных месторождений на основе данных геомеханического мониторинга / Д.А. Илюхин, Е.М. Малюхина // Маркшейдерский вестник. – 2015. – № 4(107). – С. 56–59. – EDN UKXUSX.
8. Геомеханические процессы отработки крутых пластов: новые исследования и решения / Е.И. Питаленко [и др.] // НАН Украины, Украинский гос. научно-исследовательский и проектно-конструкторский ин-т горной геологии, геомеханики и маркшейдерского дела, УкрНИМИ. – Донецк: [б.и.], 2007. – 378 с.
9. Дрибан В.А. Фильтрационная модель многократно подработанного массива / В.А. Дрибан, Н.А. Дуброва // Сборник научных трудов Донбасского государственного технического университета. – 2017. – № 7 (50). – С. 31–37.
10. Техногенные последствия закрытия угольных шахт: Монография // Под ред. Ю.Н. Гавриленко, В.Н. Ермакова. Донецк, 2004. – 631 с.
11. Ликвидация угольных шахт. Защита земной поверхности от затопления горных выработок. Рекомендации: КД 12.12.004-98: утв. Министерством угольной промышленности Украины: 20.12.98. – Донецк, 1998. – 46 с.
12. Коновалова Л.Н. Физика пласта / Л.Н. Коновалова, Л.М. Зиновьева, Т.К. Гукасян. – Ставрополь: Изд-во СКФУ, 2016. – 120 с.
13. Черникова С.А. Геогидродинамическое обоснование мониторинга процесса затопления угольных шахт Донбасса (на примере Стахановско-Брянковского региона): автореф. дисс. / С.А. Черникова // Специальность 25.00.16. Горнопромышленная и нефтегазопромысловая геология, геофизика, маркшейдерское дело и геометрия недр. – Пермь, 2004. – 21 с.
14. Craig R.F. Craig’s Soil Mechanics / R.F. Craig. – London: Spon, 2004. – p.18.
15. Семашко С.В. Современные движения флюидов в земной коре / С.В. Семашко // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. – 2011. – № 2. – С. 51–67.
16. Методические положения по решению гидрогеологических задач при разработке проекта ликвидации шахты (пособие проектировщику) РТМ 6.04.95. – Донецк: Донгипрошахт, 1995. – 17 с.
17. Правила подработки зданий, сооружений и природных объектов при добыче угля подзем ным способом. – Киев, 2004. – 127 с.
18. Скаженик В.Б. Совершенствование методики прогноза последствий подработки территорий угольными шахтами на основе цифровых моделей / В.Б. Скаженик, Н.Н. Грищенков, Ф.М. Голубев, Л.А. Иванова // Труды РАНИМИ. – 2024. – № 3(41). Vol. 1. – С. 35–48. – DOI 10.24412/2519-2418-2024-341-35-48.
19. Скаженик В.Б. Пространственное и нейросетевое моделирование влияния затопления угольных шахт на активизацию процесса сдвижения земной поверхности / В.Б. Скаженик, Н.Н. Грищенков, Е.А. Бардакова // ТРУДЫ РАНИМИ: сб. научн. трудов. – Донецк, 2025. – № 7 (45). – С. 121–135. – DOI: 10.24412/2519-2418-2025-745-121-135.
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.
Статьи журнала «Журнал теоретической и прикладной механики» находятся в открытом доступе и распространяются в соответствии с условиями Лицензионного Договора с Донецким Государственным университетом, который бесплатно предоставляет авторам неограниченное распространение и самостоятельное архивирование.
