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

Применение других принципов



Если горизонтальная выработка проведена неглубоко от дневноЛ поверхности, то условия для образования свода естественного рав­новесия отсутствуют. Вместо этого свода получаются провалы, ворон­ки и т. п Поэтому приходится обращаться к другим представлениям.

При изучении явлений, связанных с перемещениями зерен вну­три массы сухого песка, было высказано предположение, что при наличии отверстия в бесконечно простирающемся основании, на кото­ром покоится масса сухого песка, образуется вертикальная призмати­ческая плоскость скольжения с основанием, отвечающим отверстию. Величина давления на клапан, закрывающий отверстие, равна разности между весом опускающейся призмы песка и силами трения, которые развиваются при этом на поверхности скольжения. Если эту разность выразить в функции высоты призмы, то она представится максималь­ной лишь для определенной высоты последней.

На основании указанного можно представить, что на крепь выра­ботки давит вес столба породы с основанием, отвечающим горизон-



 

тальной проекции площади выработки и высотою от дневной -поверх ности, уменьшенный на величину трения, развивающегося по бокам" этого столСа при его опускании. Таким образом, величина горного давления составляет:

Я = Q — 2D tg f, (а)

где вес столба Q=±2iaH и D — боковое давление на этот столб, име­ющий высоту Н (глубина расположения выработки). Это давление согласно теории давления грунта на подпорные стенки составляет:

P=-1-T//Mg2 .

Подставляя в (а) значения Q и D, получим:

Очевидно, что эта формула действительна для определения давле­ния на крепь для глубины заложения выработки, не превышающей значения Н, определяемого из условия:

« Н , , 90° - в , п

12---tg? = o,

откуда

90" —<» tga o-^-tg?

Например, при 2а = 4 м и =40° предельной глубиною заложе­ния выработки, для которой еще может быть применена формула (а), будет-

Н —_____ i____ —22 м

" 90° — 40° —

tg"---- 2— 'В400

Изложенная теория является, конечно, весьма упрощенной [76]. При опускании столба сыпучей породы происходит скольжение частиц внутри его, которым пренебречь нельзя.

§ 75. Учет крепи

Все изложенные выше теории не учитывают влияния крепи. В этом отношении от них отличаются исследования [80], на которых мы здесь кратко остановимся.

Эти исследования относятся к тоннелям кругового поперечного сечения и основаны на теории упругости. Массив пород рассматрива­ется изотропным, однородным и идеально упругим. Задача заключа­ется в определении напряжений в точках массива вблизи выработки, когдэ она не закрепляется, и напряжений в крепи при ее примене­нии. Задача решается как плоская с помощью функции напряжения Выписывание здесь полученных довольно громоздких формул опустим и остановимся лишь на главнейших выводах.

В случае тоннеля без крепи и при значительной глубине его зало­жения нарушения первоначального поля напряжений ограничиваются вообще небольшой областью вокруг выработки. В кровле имеют ме­сто растягивающие напряжения (см. фиг. 44) все точки, с которыми размещаются внутри контура, оставленного внизу дугою окружности (частью контура поперечного сечения выработки), а с боков н

сверху — кривой, принимаемой за параболу. Этот контур отграничи­вает „свод растяжения", который, вообще говоря, незначителен.

При проведении тоннеля нужно его тщательно и своевременно закрепить, так как в противном случае начавшееся разрушение в „своде растяжения" начнет охватывать все большую область породы, что и определит большую величину давления на поставленную крепь.

В боках выработки коэфициент концентрации напряжений дости­гает 2—3. Здесь напряжения прямо пропорциональны глубине зало­жения выработки и не зависят от диаметра ее сечения.

Решение второй части задачи—о совместной работе окружающей породы и крепи—приводит к выводу, что напряжения в крепи немно­гим отличаются от напряжений по контуру выработки в отсутствии крепи. Разница определяется лишь различием величин модулей упру­гости породы и материала крепи. Касательные напряжения в крепи увеличиваются, в то время как в породе они уменьша­ются. Это обстоятельство указывает, что крепь повышает устой­чивость обнажения массива. Чем больший модуль упругости имеет материал крепи и чем более жесткой она является, тем все более ограничиваются деформации пород, а следовательно, и горное давление. Можно отметить здесь, что к этому последнему выводу более простым путем пришей и автор настоящего труда, рас­сматривая условия совместной работУ крепи и боковых пород в вер­тикальной цилиндрической выработке [81].




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