Науковий вісник НГУ

Тривимірний числовий аналіз деформації гірських порід при підземних гірничих виробках ‒ залізна шахта Бухадра (Алжир)

• 
• 

Рейтинг користувача:  / 0

ГіршийКращий 

Деталі

Батьківська категорія: 2026

Категорія: Зміст №4 2026

Створено: 24 серпня 2026

Останнє оновлення: 24 серпня 2026

Опубліковано: 30 листопада -0001

Автор: Г. Меззудж, С. Бердуді, Г. Гебгуб

Перегляди: 582

Authors:

Г. Меззудж*, orcid.org/0009-0009-0398-0466, Національна вища школа технологій та інженерії, лабораторія гірничої справи, металургії та матеріалів L3M, кафедра гірничої інженерії, металургії та матеріалів, м. Аннаба, Алжир, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

С. Бердуді, orcid.org/0000-0002-3612-6823, Університет імені Баджі Мохтара, лабораторія «LAVAMINE», кафедра гірничої інженерії, факультет наук про Землю, м. Аннаба, Алжир

Г. Гебгуб, orcid.org/0000-0001-9628-4463, Університет Скікди, лабораторія LMGHU, кафедра цивільного будівництва, технологічний факультет, м. Скікда, Алжир

* Автор-кореспондент e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

повний текст / full article

Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu. 2026, (4): 037 - 044

https://doi.org/10.33271/nvngu/2026-4/037

Abstract:

Мета. Оцінка стійкості підземних гірничих виробок, пройдених у тріщинуватому масиві гірських порід, дослідження процесів деформування і руйнування тріщинуватого масиву гірських порід.

Методика. За допомогою програми FLAC3D v6 була розроблена чисельна модель для відтворення умов: 1) in situ для підземних гірничих виробок в їхньому природному стані без кріплення; 2) підземних гірничих виробок після геометричної модифікації; 3) підземних гірничих виробок після встановлення сталевої системи кріплення.

Результати. Застосування запропонованого методу дало задовільний результат. Результати показують, що різні літологічні одиниці демонструють різнорідні механічні реакції, що визначаються їх фізико-механічними властивостями. Числові моделювання показують, що деякі ділянки підземних гірничих виробок можуть залишатися стабільними без опори, тоді як інші потребують підкріплення для забезпечення безпечної експлуатації.

Наукова новизна. Використання тривимірного числового аналізу деформації гірських порід за допомогою програмного забезпечення FLAC3D v6 і вибір відповідної системи кріплення для усунення практичних і технічних обмежень, що виникають під час видобутку руди в умовах шахти Бухадра (Тебесса, Алжир).

Практична значимість. Числові моделювання показують, що деякі ділянки підземних гірничих виробок потребують підкріплення для забезпечення їх безпечної експлуатації. Геометричні модифікації дозволили зменшити зміщення в цих ділянках, а встановлення сталевої арматури значно покращило загальну стійкість підземних гірничих виробок. У наслідок цього зміщення були суттєво зменшені в обох напрямках, приблизно на 96 та 99 % відповідно.

Ключові слова: шахта Бухадра, рівень підземної гірничої виробки 1105, деформація, FLAC3D v6, числове моделювання, стійкість

References.

1. Kulatilake, P. H. S. W., Wu, Q., Yu, Z., & Jiang, F. (2013). Investigation of stability of a tunnel in a deep coal mine in China. International Journal of Mining Science and Technology, 23(4), 579-589. https://doi.org/10.1016/j.ijmst.2013.07.018

2. Hongpu, K., Wenzhou, Li., Fuqiang, G., & Jianwei, Y. (2022). Grouting theories and technologies for the reinforcement of fractured rocks surrounding deep roadways. Deep Underground Science and Engineering, 2(2). https://doi.org/10.1002/dug2.12026

3. Sun, X., Wang, L., Lu, Y., Jiang, B., Li, Z., & Zhang, J. (2018). A yielding bolt-grouting support design for a soft-rock roadway under high stress: a case study of the Yuandian No. 2 coal mine in China. Journal of the Southern African Institute of Mining and Metallurgy, 118(1), 71-82. https://doi.org/10.17159/2411-9717/2018/v118n1a9

4. Dang, V. K., Do, N. A., & Do, N. T. (2022). Numerical simulation of the stability of rock mass around a large underground cavern. Civil Engineering Journal, (8)1.  https://doi.org/10.28991/cej-2022-08-01-06

5. Gu, R., & Ozbay, U. (2014). Numerical investigation of unstable rock failure in underground mining conditions. Computers and Geotechnics, 63(1), 171-182. https://doi.org/10.1016/j.compgeo.2014.08.013

6. Yuan, F., Shi, A. F., Zhou, J. W., Hong, W. B., Wang, M., Lu, G. D., Chen, Q., & Li, H. B. (2021). Deformation and Failure Analyses of the Surrounding Rock Mass with an Interlayer Shear Zone in the Baihetan Underground Powerhouse. Advances in Civil Engineering. https://doi.org/10.1155/2021/2988998

7. Cao, M., Qiu, X., Cao, R., Li, Z., Shi, X., & Tan, L. (2024). Stress characteristics and mechanical behavior of rock masses with an opening under complex deep underground stress conditions. Applied Sciences, 14(16), 7197. https://doi.org/10.3390/app14167197

8. Xing, Y., Kulatilake, P. H. S. W., & Sandbak, L. A. (2017). Investigation of rock mass stability around the tunnels in an underground mine in the USA using three-dimensional numerical modeling. Rock Mechanics and Rock Engineering. Rock Mechanics and Rock Engineering, 51, 579-597. https://doi.org/10.1007/s00603-017-1336-6 

9. Wang, X., Kulatilake, P. H. S. W., & Song, W. D. (2012). Stability investigations around a mine tunnel through three-dimensional discontinuum and continuum stress analyses. Tunnelling and Underground Space Technology, (32), 98-112. https://doi.org/10.1016/j.tust.2012.06.003

10.      Wu, Q., & Kulatilake, P. H. S. W. (2012). Application of equivalent continuum and discontinuum stress analyses in three dimensions to investigate stability of a rock tunnel at a dam site in China. Computers and Geotechnics, (46), 48-68. https://doi.org/10.1016/j.compgeo.2012.05.013

11.      Alkhdour, A., Radkevych, A., Tiutkin, O., & Bondarenko, N. (2020). Prediction of the stress-strain state of circular workings in a layered massif by scaling. E3S Web of Conferences, (168), 00020. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202016800020

12.      Kerbati, N. R., Gadri, L., Hadji, R., Hamad, A., & Boukelloul, M. L. (2020). Graphical and numerical methods for stability analysis in surrounding rock of underground excavations, example of Boukhadra Iron Mine NE Algeria. Geotechnical and Geological Engineering, 38(3), 2725-2733.  https://doi.org/10.1007/s10706-019-01181-9

13.      Ali Benyoucef, A. A., Gadri, L., Hadij, R., Mebrouk, F., & Harkati, E. (2022). Mining operations and geotechnical issues in deep hard rock mining – case of Boukhadra iron mine. Geomatics, Landmanagement and Landscape, (4). https://doi.org/10.15576/gll/2022.4.27

14.      Zhu, H., Han, L., Meng, Q., Tian, M., Meng, L., & Zhao, Z. (2021). Determining the minimum thickness of a crown pillar and optimizing the cross-sectional size of point pillars for the safe exploitation of a subsea gold mine. Arabian Journal of Geosciences, (14), 1275. https://doi.org/10.1007/s12517-021-07368-w

15.      Zhang, Y. W., Chen, L., Wang, S., Zhou, J., Tian, C. S., & Feng, H. X. (2021). Research on agile FPGA fault injection system. Proceedings of the International Conference on Microelectronics (ICM), New Cairo City, Egypt, 57-61. https://doi.org/10.1109/icm52667.2021.9664913

16.      Zhou, Y., Zhang, S., Pan, B., Cai, B., & Wu, J. (2020). Simulation Analysis of Surrounding Rock Stability of Three-dimensional Cross Underground Cavern Group. Renmin Zhujiang, (41), 24-29. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9235.2020.11.004

17.      Zerzour, O., Gadri, L., Hadji, R., Mebrouk, F., & Hamed, Y. (2020). Semi-variograms and kriging techniques in iron ore reserve categorization: Application at Jebel Wenza deposit. Arab Journal of Geosciences, 13(16). https://doi.org/10.1007/s12517-020-05858-x

18.      Serratrice, J. F., & Magnan, J. P. (2002). Analyse et prévision des tassements de surface pendant le creusement du tunnel nord de la traversée souterraine de Toulon. Bulletin des Laboratoires des Ponts et Chaussées, 237, 5-36. https://hal.science/hal-05139700

19.      Md.Shariful, I., & Magued, I. (2021). Twin tunnelling induced ground settlements. Tunnelling and Underground Space Technology, 110, 103614. https://doi.org/10.1016/j.tust.2020.103614

20.      Kuanda, F., Zhiyong, Y., Yusheng, J., Zhengyang, S., & Zhen yong, W. (2020). Surface subsidence characteristics of fully overlapping tunnels constructed using tunnel boring machine in a clay stratum. Computers and Geotechnics, 125, 103679. https://doi.org/10.1016/j.compgeo.2020.103679

21.      AFTES (2018). Effects caused by excavation on neighbouring structures in the design and construction of underground works (Recommendation GT16R2A1). ISBN 978-2-901148-00-6.

• < Попередня
• Наступна >