Оценка напряженного состояния пород (часть 1)

Под устойчивостью горных пород понимают их способность сохранять равновесие при обнажении. Устойчивость горной выработки — способность сохранять заданные размеры и форму поперечного сечения в течение всего срока эксплуатации. При проведении выработки равновесное состояние массива горных пород нарушается, поскольку изменяется первоначальный характер распределения напряжений в массиве: появляются области пониженных напряжений (в кровле и почве выработки) и области повышенных напряжений (в боках) по сравнению с существовавшими в массиве до ее проведения. В кровле выработки вместо сжимающих напряжений, существовавших ранее в массиве, появляются растягивающие напряжения. Повышение и понижение напряжений оцениваются коэффициентом концентрации напряжении, под которым понимают отношение величины действующего на контуре сечения выработки напряжения к величине напряжений, существовавших в этой же точке до проведения выработки. Эпюры напряжений на контуре сечения горизонтальной выработки в упругом массиве пород показаны на рис. 11.2.

Максимальные вертикальные сжимающие напряжения на горизонтальных площадках в боках выработки

горизонтальные напряжения в кровле

где К1 и К2 — коэффициенты концентрации напряжений.
Растягивающие напряжения в кровле на небольшой высоте переходят в сжимающие напряжения. Коэффициент концентрации сжимающих напряжений до проведения выработки равен единице. Коэффициент концентрации напряжений зависит в основном от формы сечения выработки. В боках выработки при любой форме свода можно ориентировочно принять К1=2. При плоской кровле и трапециевидном сечении К2=1. При прямоугольно-сводчатой форме и коробовом своде, когда его высота h0= В/3 (где В — ширина выработки), K2=0,3; если h0=В/4, то К2=0,4. В выработке круглого сечения К2=0,2.

---