Оценка и расчет устойчивости горизонтальных выработок (часть 2)

Коэффициент перегрузки учитывает возможность отклонения действительной нагрузки в неблагоприятную сторону от их нормативных значений (n≥1). Отклонение сопротивлений материалов (в нашем случае пород) от нормативных значений (k≥1,1) учитывает коэффициент безопасности по материалу. Величина, получаемая делением нормативного сопротивления на коэффициент безопасности, называется расчетным сопротивлением материала:

Она представляет собой наименьшее возможное сопротивление материала за время эксплуатации.
Вводится дополнительно коэффициент надежности (kн≥1) для капитальных сооружений (в случае расчета по предельным состояниям). Коэффициент условий работы m учитывает особенности работы материала и элементов конструкций в неблагоприятных условиях влияния температуры, влажности, агрессивности окружающей среды и др.
Если принять массив горных пород, окружающий выработку без крепи, как строительную конструкцию, сложенную из бетона, то коэффициент запаса прочности у него должен быть n≥2. Такой массив не будет требовать дополнительных мероприятий, обеспечивающих его устойчивость на весь период эксплуатации (дополнительного крепления). В связи с наличием в породном (не бетонном) массиве трещиноватости коэффициент безопасности по материалу должен быть k≥2 (для бетона k=1,5). Остальные коэффициенты принимаем как для бетона. Тогда коэффициент запаса прочности для массива

Таким образом, коэффициент запаса прочности для массива горных пород можно принять n=4.
Предельные состояния для кровли и боков выработки будут различны: выпадение отдельных кусков породы из кровли недопустимо и можно допустить некоторое осыпание боков. Это говорит о том, что при n≥4 выработка может эксплуатироваться без крепи, но при наличии в кровле сильной трещиноватости потребуются меры по предотвращению выпадения кусков породы из кровли — возведение облегченной крепи.
Пределы длительной прочности массива горных пород при сжатии Rсж и растяжении Rр определяются по формулам (2.1) и (2.2), а действующие в кровле и боках напряжения равны σmах и σmin. Следовательно, выработка может эксплуатироваться без крепи, если запасы прочности в боках и кровле nк будут иметь следующие значения:


Следовательно, выработку при отсутствии крепи эксплуатировать нельзя, так как nб<4 и nк<4.

---