Расчет горного давления в горизонтальных выработках (часть 1)

Массив горных пород — это область в верхней части земной коры, в которой осуществляется строительство подземного сооружения или системы горных выработок.
Усложнение условий, в которых осуществляется подземное строительство (многолетняя мерзлота, высокая сейсмичность, большие глубины и т. п.), оставляет все меньше возможностей для проектирования по аналогии.
В настоящее время получило развитие научное направление механика подземных сооружений.
Механика подземных сооружений включает в себя раздел механики горных пород, целью которого является изучение свойств и закономерностей изменения напряженно-деформируемого состояния пород в окрестности выработки, а также закономерностей взаимодействия пород с крепью горных выработок для создания целесообразных методов управления горным давлением; механика подземных сооружений разрабатывает методы расчета самих конструкций крепи. Она оперирует механическими моделями взаимодействия крепи с массивом пород.
В зависимости от механических свойств массива пород и характера протекающих в нем процессов используются различные модели, которые в совокупности охватывают многообразие массива пород и исследуемых явлений. Наиболее широко применяются следующие модели массива пород: упругая, вязкоупругая, упруго- и жесткопластическая (в том числе — неоднородная), вязкоупругопластическая, текучая (вязкая), раздельно-блочная (зернистая) и др.
Для условий проведения подземных горно-разведочных выработок наиболее приемлема жесткопластическая модель. Эта модель рассматривает массив пород, способный к пластическим (необратимым) деформациям, величина которых существенно превышает упругие деформации, поэтому последние во внимание не принимаются.
Для жесткопластической среды выделяются следующие основные гипотезы горного давления — гипотезы сил и гипотезы деформаций.
К гипотезам сил относятся;
1) гипотеза учета полной массы столба породы

2) гипотеза учета неполной массы столба породы (опускающийся столб породы)

3) гипотеза балок (плит)

4) гипотеза свода обрушения

где Рв — интенсивность вертикальной нагрузки на крепь, Н/м2; ρ — плотность породы, Н/м3; Н — глубина заложения выработки, м; а — полу пролет или радиус выработки, м; bс — высота зоны обрушения слоев пород до устойчивого слоя, м; Ф — члены формул, характеризующие долю нагрузки от максимальной.

---