В горных выработках

Устойчивость обнажений пород

Обнажениями пород в горизонтальных и наклонных выработках являются их кровля, почва и бока, а в вертикальных – стенки.

Зоны, в которых происходит перераспределение напряжений после проведения выработок, могут иметь различное очертание, которое зависит от физико-механических свойств пород, характера их залегания, глубины и геометрии выработки. Напряжения в этих зонах могут превзойти предел прочности пород, вследствие чего происходит их разрушение. Для этих зон характерно постепенное уменьшение степени их разрушения и увеличение напряжений в направлении от контура выработки в глубь массива. Эти зоны называют областями пониженных напряжений (по П.М.Цимбаревичу), или областями неупругих деформаций (по К.В.Руппенейту). Вследствие образования области неупругих деформаций на ее границе происходит новое перераспределение напряжений. За ее пределами возникает область повышенных напряжений, которая дальше вверх переходит в область, в которой напряжения соответствуют первоначальным (рис.8). Таким образом, напряжения на контуре выработки практически равны нулю, а на границе области неупругих деформаций превышают первоначальные, свойственные нетронутому массиву.

Возможны следующие условия образования областей пониженных и повышенных деформаций:

1. Породы кровли выработки неустойчивы, а породы боков и подошвы устойчивы. В этом случае

> ; < ,

  Рис.8. Области пониженных (1) и повышенных (2) напряжений вокруг горизонтальной выработки в зависимости от места залегания неустойчивых пород: а и б – в кровле; в – в кровле и боках; г – в кровле, боках и подошве    

где и –коэффициенты концентрации соответственно растягивающих и сжимающих напряжений; и – пределы прочности пород соответственно при растяжении и сжатии.

2. Породы в кровле и боках выработки неустойчивые. Тогда

> ; < ,

и область неупругих деформаций распространяется как на кровлю, так и на бока выработки (рис.8, в).

3. Породы в кровле, боках и подошве выработки неустойчивые, и область неупругих деформаций распространяется во все стороны от выработки (рис.8, г).

Дата добавления: 2014-11-18