ного гідромеханічного впливу. Крім того, можна дати вірогідну оцінку витрати перетікання як функції, що залежить від положення і розміру перешкод, що задаються як випадкові величини. Перетікає вода збільшує водопритік у сусідньому шахтному полі; при цьому враховуються невеликі втрати на фільтрацію в навколишні породи в процесі перекидання.
Зміна проникності підробленого масиву враховується за допомогою змінних в часі характеристик, які відображають динаміку супутніх фільтрації процесів: просідання і ущільнення порід, суфозія, витіснення рудничного газу та ін.
Стиковка моделей міграції в грунтах і підземних водах здійснюється через параметри массопотоков на кордонах «підземні - поверхневі води» і на межі зони аерації. Моделі міграції у верхніх шарах грунтів і відвалах шахтних порід і повітряному середовищі сочленяются допомогою параметрів осадження твердих частинок і поглинання газоподібних домішок на підстильної поверхні. Принципи моделювання руху пилової і газової компонент в геотехнічних системах викладені далі у розділі 3.
У загальному випадку прогноз гідродинамічного режиму в підробленому масиві ґрунтується на чисельному моделюванні фільтрації. Побудова моделі припускає етапи схематизації шахтного поля як водопроникної масиву, розробки і тестування алгоритму розрахунку гідродинамічного режиму шахтного поля з подальшою апробацією на прикладі умов, типових для ГТС гірничопромислових регіонів [2].
Обсяг пустот в межах шахтного поля V складається з обсягу тріщин і пір V f , а також обсягу виробленого простору V w . Обсяг V f враховує як природну, так і техногенну тріщинуватість. Зміна параметра V w в просторі задається на основі фактичних планів гірничих робіт з урахуванням коефіцієнта заповнення [3].
З метою адекватного відображення фільтраційної неоднорідності і просторового розподілу зон відпрацювання шахтного поля проводиться його розбивка на блоки у вигляді прямокутників. На кожному горизонті товщиною D z , де ведеться відпрацювання, задається пошарово загальний обсяг виробленого простору V w, l ( l =1, ... N z , N z - число шарів). При схематизації структури масиву на кожному горизонті відпрацювання виділяється кілька зон з відмінними значеннями фільтраційних параметрів та обсягами виробленого простору. Тоді, відповідно до горизонтальним розподілом обсягу V w по верствам і з урахуванням послідовності відпрацювання для кожного блоку можна задати обсяг виробок, час їх появи та погашення. Виходячи з обсягу V w, l визначається площа горизонтального перерізу виробок S h на заданій глибині z як відношення обсягу порожнеч у шарі до його товщини: [4].
Приклад такої фільтраційної схематизації для шахтного поля в умовах Центрального району Донбасу показаний на рис. 3 і 4. Наявність зон посиленою інфільтрації (відстійників шахтних вод, знижень рельєфу) моделюється шляхом завдання нерівномірної за площею інтенсивності інфільтраційного живлення e.
шахта гідрод?? наміческіх масив
Рис. 3. Розподіл виробленого простору V w та середнього коефіцієнта фільтрації K f по глибині
В умовах порушення природних геологічних структур при розробці пластів, наявності зон обвалення з підвищеною вертикальної проникністю розрахунок зміни рівня підземних вод доцільно вести на основі рівняння планової несталої фільтрації [5,6]
. (3)
Тут Н - рівень підземних вод, T x і T y - провідність уздовж осей Ox і Oy відповідно, n f - тріщина пористість порід масиву, Q w - інтенсивність стоків у виробки, e - інтенсивність інфільтрації.
У складних гідрогеологічних умовах фільтраційний розрахунок виконується за допомогою чисельних моделей. Для рішення рівняння (3) використана поперемінно-трикутна схема методу скінченних різниць, що поєднує переваги явної схеми з хорошою обчислювальної стійкістю [7,8].
При шаруватої неоднорідності шахтного поля величина H має сенс средневероятному висоти рівня підземних вод над деякою площиною порівняння H gl ....
