The process of fully mechanized coal seam mining under aquifers and surface water bodies has been a challenge in recent years for different countries. During the evolution of subsidence and the overburdening of rock mass movement above the longwall goaf, there is always a potential risk of connecting the water-conducting fracture zone with aquifers. The water inflows in the coal mine’s roadways have a negative impact on the productivity of the working faces and pose significant hazards to miners in the event of water inrush. Therefore, the assessment of the height of the water-flowing fractured zone has an important scientific and practical significance. The background of this study is the Xinhu Coal Mine in Anhui Province, China. In the number 81 mining area of the Xinhu Coal Mine during the mining of the number 815 longwall, a water inflow occurred due to fractures in the sandstone in the overburden rock. The experience of the successful implementation of the water inrush control method by horizontal regional grouting through multiple directional wells is described in this paper. This study proposes an algorithm for the assessment of the risk of water inrush from aquifers, based on an ANSYS 17.2 simulation in the complex anticline coal seam bedding. It was found that the safety factors based on the stress and strain parameters can be used as criteria for the risk of rock failure in the aquifer zone. For the number 817 longwall panel of the Xinhu Coal Mine, the probability of rock mass failure indicates a low risk of the occurrence of a water-flowing fractured zone.

Analysis of the provision of protection of critical energy infrastructure facilities that are often destroyed under the action of a shock wave, which affects the stability of Ukraine’s energy systems. Modeling of a rocket explosion and the distribution of destructive pressures from shock waves in the conditions of dense urban development was carried out using the ANSYS AUTODYN software product. The calculated parameters of the boundary of the shock wave distribution 15 ms after detonation were determined, and the maximum pressure values of the blast wave at the manometric points of the transformer substation structures were determined in different conditions of their location: surface location and underground. The purpose of the work is to develop a methodology for assessing the stability of transformer substations as elements of the critical infrastructure of an urbanized space in war conditions during the bombardment of residential areas with rockets. This will make it possible to develop measures to preserve the structural integrity of the transformer substation building itself. Methods. Finite element analysis of the stress-strain state of a concrete structure based on the elastic-plastic model and the generalized Hook-Brown failure criterion. This made it possible to simulate the zone of intense destruction of the concrete structure of the underground and surface location.

Forecasting the destruction of shallow subway stations by explosions is critical for ensuring the safety of passengers and subway personnel. The article discusses the methods of modeling and analysis of destruction in the Ansys program that may occur as a result of explosions at shallow stations. Using modern computer models and software for the simulation of explosive processes, the behavior of structures under the influence of blast waves is investigated. Particular attention is paid to identifying the most vulnerable areas of the plants and developing recommendations for increasing their stability. Various explosion scenarios are considered, including different explosion powers and locations. In addition, materials and design solutions that can minimize the consequences of explosions are studied. The research results can be used to develop effective safety measures and improve existing engineering solutions. Thus, the work aims to improve the level of subway safety by introducing scientifically based methods for predicting and preventing station destruction from explosions.

Оффициальный сайт сборника научных трудов "Геотехническая механика", ИГТМ НАН Украины Official site Collected Scientific Papers “Geo-Technical Mechanics” (the Journal) is issued by the M.S. Polyakov Institute of Geotechnical Mechanics under the National Academy of Science of Ukraine.

Захист населення і критичної інфраструктури від повітряних атак є одним із сучасних викликів країн, що залучені до військових конфліктів. Геополітична обстановка загострює ризик розширення наявних конфліктів на нові країни. Приклад України показує, що ракетні обстріли не тільки створюють загрози для цивільного населення, але й викликають дестабілізацію енергетичної системи, порушення режимів функціонування інженерних споруд газопостачання, водопостачання і водовідведення, що формує значні ризики для стабільного і безпечного функціонування великих міст. Висока загроза енергетичного колапсу неодноразово підтверджувалась за період військових дій в Україні. Одним з найбільш ефективних методів захисту об’єктів критичної інфраструктури від повітряних атак є їх перенесення під землю. Проєктні параметри об’єктів підземних урбосистем повинні вибиратись на основі концепції нульового ризику, що виключає можливість їх руйнування ракетними обстрілами. У дослідженні пропонується використання чисельного моделювання для визначення параметрів заглиблення і захисту інженерних комунікацій і споруд енергетики, водопостачання і водовідведення. Розроблено чисельну модель взаємодії балістичної ракети з ґрунтовим середовищем з урахуванням затриманої детонації та проведено оцінювання впливу вибухового навантаження на ґрунтовий масив з використанням програмного середовища ANSYS Explicit Dynamics. Проведено верифікацію чисельної моделі. Одержано закономірності поведінки ґрунту за вибухового навантаження, включно з динамікою утворення вирви, зонами руйнування, що створює підстави для отримання параметрів заглиблення інженерних систем у різних ґрунтах. Автори вірять, що отримані результати сприятимуть сталому розвитку і глобальній безпеці і будуть корисні країнам, у яких існує ризик військових конфліктів.

The protection of underground infrastructure from modern missiles has become a critical engineering challenge for countries involved in military conflicts. This study presents a numerical investigation of the stress–strain response and blast resistance of underground tunnel structures subjected to a ballistic missile impact. The analysis was conducted for typical soil conditions of the Kyiv region (Ukraine), where sandy soils prevail at shallow depths. ANSYS Explicit Dynamics, combining Eulerian and Lagrangian solvers, was used. The propagation of blast waves in the soil mass, the formation of a blast crater, and the resulting stress distribution were analyzed for cases without protection and with reinforced concrete protective slabs of varying thicknesses. The results demonstrate that surface protection significantly alters blast wave characteristics and reduces peak stress in the near‐surface zone, although excessive slab thickness may shift stress concentrations to a deeper zone. An express assessment method was proposed, based on the ratio between peak stresses in the soil and tensile stresses in the tunnel’s support, enabling rapid estimation of safe depth and required protective slab thicknesses. The proposed approach can contribute to rapid decision‐making for the protection and design of underground infrastructure.