Методы расчета устойчивых пролетов обнажений кровли.

ЛЕКЦИЯ 10. Пролеты обнажений.

Концепция пролетов обнажения. Для управления состоянием массива важно, чтобы кровля выработок сохраняла плоскую форму, т. е. растягивающие и сжимающие напряжения не были критическими.

Сущсствующие методы определения устойчивости пролетов кровли различаются в зависимости от того, каким принимается строение пород (таблица). Для слоистых пород считаются безопасными упругие деформации. Для однородных трещиноватых пород устойчивость кровли определяется наличием свода естественного равновесия С. В. Ветрова. Считается, что структурные блоки немедлленно или со временем сместятся в выработанное пространство; а кровля примет форму свода, если не принять каких-либо мер управляющего воздействия, например, крепления пород.

________Методы

Инженерные (на основе теорий

Характеристики § В § g 4«™W»-* механики - строи. основные»- ■■ '

массива ' _ Ц _ П ' тельной механики, соиротив- показатели

S й о г. ления материалов)

и ^г о о, несущий гипотеза гор-

________ элемент ного давления ^^^ '■

Квазисплош- 1 " Несущая спо-

пои с гравн- „ собность мате-

ныи -,„_-- „.„_л„-„ Гипотезы сво- Мсхано-физи-

тационным риала кровли ^v

7,------------------------------ —z— лов: давления ческие свойст-

полем напрн- анизо- .. Плита или бал- „.,,-,

„ Механика В.Д.Слесарева. ва пород, углы

жении тропный „ ка в кровле _ ^{r r J}

С—---------------- сплошной ~ обрушения анизотропии.

Квазисплош- _срелы; Несущая спо^ _М._{МЛротодья} коэффициент

ной с пару- вероятно- собность мете- _K0W^ структурного

^{ше1ПИМИ} изотроп- сто- Р^иала- ^наРУ- И.М.Цимберев ослабления

сплошности, ! _й сгатисти- "«енного трс- _ич^ _{н М11о}. _{ддя анизо}.

гравитацион-__________ ,_}ескис шинами кроткого, тропшх сред,

^н°- методы ^{Плита или бал}^ В.В.Орлова, мощность слоя

.№гоническо-| кас_трсщиноЯ р.Квапило и или пачки,

структурным _аннзо_ Система стол- ДР- балки, плиты

полем ,

тронный do в с трещиной

напряжений _•____________________________ ___________ _

т-. , Зоны обрушс- !Коэффициснт

., Плита или оал- ' -^{1 vv}

Механика нии стр\'ктурного

Дискретный с _ка »лг _

дискрет- А.А.Борисова, ослабления,

i равитацион- изшроп- „ -т, ————■

¹ .. ной среды; Система стол- снооодные размеры

ни-тектони- ныи или " _., ^г '

вероятно- бов лля ром- консоли Г.Н. структурных

чески-турным анизо- _ ^г ,, „^{IJ Jl}

^Jt „ CTHO-ci-ати- ооидов К>_нецова Ьлоков, ппоч-

лолем палря- тронный....................... =; -f- — '

. стимескис 1 рехшарнирная Своды равно- ность на одно-
методы арка с блочной весия осное сжатие
структурой |с.В.Ветрова _ и др.

-31-

Форма кровли. Сводчатая форма кровли из-за повышенного разубоживания нежелательна. При определении безопасных пролетов кровли стремятся найти такие предельные значения, при которых сохраняется плоская форма кровли. Для скальных месторождений обрушение в форме свода нетипично, поэтому расчеты по формулам М. М. Протодьяконова применимы для слабых пород и не могут быть использованы при малых глубинах разработок.

Не характерно для рудных месторождений и сплошное строение пород, при котором кровлю можно рассматривать как плиту, опертую на целики или защемленную по контуру. В этом случае по В. Д. Слесареву:

- плита или эквивалентная ей балка испытывают одинаковые напряжения, если их гидравлические радиусы равны;

- ограниченную по контуру выработку можно заменить эквивалентной выработкой бесконечно большой длины, кровля которой испытывает такие же напряжения, как и кровля рассматриваемой камеры;

- кровля выработок сохраняет плоскую форму до выхода за пределы упруго пластических деформаций.

Гидравлический радиус

R = ab/2{a + b),

где а и b - соответственно длина и ширина камеры.