Помощничек
Главная | Обратная связь

...

Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Процесс потери устойчивости обнажения горной породы



В выработке -

Процесс потери устойчивости обнажения в общем случае протека­ет в течение некоторого промежутка времени, длительность которого зависит от сочетания естественных и производственных условий. В этом процессе можно различать некоторые последовательные стадии или фазы.

Допустим, что- наблюдается обнажение снизу пласта породы (пото­лок горизонтальной выработки). В общем случае при отсутствии кре- ии здесь можно различать следующие последовательные виды дефор­маций: прогиб пласта, появление трещин, постепенный охват трещинами всё большей массы породы tf, наконец/-выпадение ее кусков или обру­шение потолка. /

С момента образования обнажения наблю­дается прогиб потолка, постепенно увеличиваю­щийся. Этот прогиб сопровождается отслаива­нием небольших пластинок породы, если пласт тонкослоистый. При всем этом наблюдаемый прсгиб носи г типичн9 пластический характер. Затем, на некоторой стадии прогиба, посере­дине пролёта и у его краев появляются тре­щины, вначале малозаметные, а затем принимаю­щие все большие размеры. С течением времени число трещин увеличивается. Эти трещины фиг б2 с обрушения в большинстве являются трещинами разрыва. при пр0ЧНых боковых по- При своем развитии они начинают пересекать родах,

друг друга и в результате выделяются, отдель­ные частицы и куски породы, теряющие связь с остальной массой Наблюдается выпйдение сначала небольших, а затем все больших кусков или же то, что носит название обрушения породы. t

В зависимости от прочности н. строения породы, а также других влияющих факторов, этй стадии процесса сменяются через промежут­ки времени, начиная с самых коротких и кончая весьма продолжи­тельными.

В отдельных случаях некоторые виды деформаций могут и не наблюдаться, например: обрушение породы или же значительное тре- щинообразование.

В результате обрушения в потолке выработки образуется так на­зываемый свод обрушения (фиг. 62). Его образованием заканчивается процесс потери устойчивости обнажения породы. Последние*приходят в равновесие, и полученная сводчатая форма поперечного сечения выработки теоретически представляется устойчивой формой. Поэтому свод обрушения называет ся' также сводом естественного равновесия пород. * I

В частных случаях, когда горизонтальная выработка расположена неглубоко от дневной поверхности, свод обрушения оказывается не­устойчивым и обрушение распространяется до поверхности, образуя на последней провалы, воронки и т. п.

Если наблюдать незакрепленное ) боковое обнажение породы, на­пример стенку горизонтальцой выработки, то в общем случае и здесь имеет место та же смена тех же видов деформации, что и в потолке выработки. Выпучивание стенки отвечает прогибу потолка, трещино- образование и обрушение носят тот же характер. В результате обруше- х ния получается некоторая криволинейная поверхность — поверхность обрушения, которая вверху переходит в поверхность свода^ обруше"

' ния (фиг. 63). При достаточно прочной боковой породе и небольшой высоте выработки стенки в большинстве случаев оказываются устой­чивыми, и указанные явления отсутствуют.

В отдельных случаях обнаруживаются деформации выгиба почвы горизонтальной выработки. Это явление носит название поддувания (вспучивания) почвы.

Аналогичные описанным имеют место деформации и смены их в выработках наклонных и вертикальных. Все отличия заключаются лишь в интенсивности проявления и протекания отдёльных стадий про­цесса. Эти отличия определяются в основном положением обнажения

Фиг. 63. Свод обрушения при слабых боковые породах.

 

относительно горизонта и, следовательно, влиянием силы тяжести. Деформациям потолка горизон¥альной выработки способствует полный вес породы, а деформациям стенок—тангенциальная его составляющая. Выпучиванию почвы препятствует полный вес породы. Деформация стенок вертикальной выработки обязана полному весу породы и т. д.

Такова схема. Ниже показывается, что многие из предложенных теорий горного давления относятся лишь к отдельным стадиям опи­санного процесса.

§ 65. Работа рудничной крепи

Выше было отмечено, чго рудничная крепь предупреждает или задерживает развитие деформаций обнажения горной породы. При этом она сама деформируется. В пределах ее деформаций и протека­ют деформации обнажения. Ограничимся здесь рассмотрением совме^ стной деформации потолка (кровли) горизонтальной выработки и пе­реклада дверного оклада. Полученные При этом выводы могут быть приложены и в других случаях.

На основании опыта можно представить себе следующую схему указанной совместной деформации.

Полагая, что забутка отсутствует и что' переклад с затяжками плотно прилегает к кровле, можно считать прогиб переклада отве­чающим вначале прогибу кровли. Затем, при некоторой величине это­го прогиба в обнажении начнется процесс трещинообразования. Вслед­ствие наличия крепи этот процесс в общем случае будет протекать значительно медленнее, чем в отсутствии крепи. При этом влия­ние веса вышерасположенных пород, конеЧйо, не исключается. Про­гиб кровли будет продолжаться, а трещины в ней будут увеличивать­ся в своих размерах и числе, проникая все далее в глубь массива.

Все это будет происходить медленно. Также медленно будет увеличи­ваться и прогиб переклада. В дальнейшем, с течением времени, об­ласть, охваченная трещинами, получит размеры, отвечающие при данных условиях размерам свода обрушения, и, таким образом, пос­ледний окажется сформировавшимся. Этот свод воспримет вес выше­расположенных пород и дальнейший прогиб переклада дверного ок­лада прекратится. Если к этому моменту прогиб переклада оказался пластическим, то величина его в последующее время останется на достигнутом уровне постоянной. Однако если прогиб переклада был все время упругим, то с указанного момента теоретически ои дол­жен несколько уменьшится, так как механическое воздействие по­род на переклад стало меньшим.

Из изложенного следует, что переклад замедляет развитие де­формаций кровли. В этом отношении его роль будет тем большей, чем большей жесткостью ои обладает. Поэтому, например, переклад из двутаврового железа будет замедлять процесс развития деформа­ций кровли более эффективно, чем деревянный переклад тех же раз­меров. Металлический переклад может даже при соответствующих условиях вовсе прекратить развитие деформаций обнажения. Однако если способность к деформациям пород кровли весьма значительна, то практически противостоять им затруднительно, и тогда, как пока­зывает опыт, целесообразно применить податливую крепь. Деформа­ции последней отвечают деформациям обнажения и в небольшой сте­пени замедляют их при сохранении в целом несущей способности крепи.

Описанная схема, в зависимости от условий,, может иметь, конеч­но, многие видоизменения. Одно из иих — прекращение развития де­формаций кровли при »есткой крепи —было только что отмечено. Если непосредственная кровля не-способна пластически прогибаться и является хрупкой, то крепь препятствует трещинообразованию и при том тем в большей степени, чем более жесткой оиа является. Прогиб переклада в таких случаях незначителен. Если порода кров­ли является сыпучей или рыхлой, то при отсутствии крепи процесс ее деформации практически начнется сразу с обрушения потолка и образования свода. Bo-время поставленная крепь предупреждает обру­шение. Она- деформируется здесь лишь под влиянием веса породы в объеме свода обрушения. Деформации крепи в подобных случаях всегда меньше, чем в случаях, когда кровля способна прогибаться.

При всем изложенном важное значение приобретает время поста­новки крепи. Если последняя ставится спустя некоторое время по получении обнажения (при проведении выработки), т. е. с запозда­нием, то усл*овия ее работы, как показывает опыт, весьма ухудшают­ся. К моменту постановки крепи деформации обнажения получат известное, ничем не стесняемое, развитие и крепь сразу подвергает­ся значительным деформациям. Поэтому на практике существует пра­вило: быстрее ставить крепь при проведении выработки.




©2015 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.