Расчёт горного давления

Горные породы, находящиеся на различных глубинах, испытывают давление от вышележащих пород. Чем больше глубина, тем больше давление. Горное давление проявляется в виде давлений на крепь со стороны пород, потерявших сплошность (силы сцепления между структурными блоками). При отсутствии крепи наличие горного давления визуально определяется отслоениями не вывалами породы. Если действующие на контуре выработки напряжения не превышают прочности породного массива, то проявления горного давления может и не быть, хотя напряженное состояние пород может быть значительным.

В результате концентрации напряжений горные породы вокруг выработки деформируются, особенно на обнаженных поверхностях.

Если напряжение не превышает предел упругости данной породы, то деформации будут упругими, а снабжения устойчивыми. /5/.

Если напряжение превышает предел упругости данной породы, то деформации становятся пластическими, а снабжения неустойчивыми.

Горное давление вызывается массой гонных пород над выработкой, а также тектоническими силами и температурными изменениями. Проявляется горное давление в виде прогиба, растрескивания, различного рода сдвижение, деформаций и разрушений пород вокруг выработки нагрузки на крепь. Различают горное давление первичное, установившееся, неустановившееся, вертикальное и боковое. Установившееся давление не изменятся с течением времени. Неустановившееся давление изменятся с течением времени вследствие ведения горных работ, ползучести пород и других причин. Горное давление зависит от глубины разработки, структуры и физико-механических свойств горных пород, мощности и угла падения, формы и размеров поперечного сечения, расположения выработок, способа, скорости и проведения их, а также механической характеристики крепи.

Существует несколько гипотез, объясняющих горное давление на крепь вертикальных выработок. По гипотезам М. М. Протодьяконова и П. М. Цимбаревича в сыпучих или условно сыпучих породах давление на крепь может быть определено согласно теории давления грунта на подпорную стенку высотой, равной глубине ствола. При натурных наблюдениях в стволах и на моделях выявлено, что с некоторой глубины давление на крепь мало меняется с глубиной, а больше зависит от свойств пород и размеров площади сечения ствола, то есть вокруг ствола образуется ограниченная кольцевая зона, которая и определяется нагрузку на крепь.

Рассчитываем нормативное горизонтальное давление пород на крепь:

при С?6 Р_н =10[(2С — 1) + Д], кПа (11).

где Д — при совмещенной схеме с неподвижной опалубкой при С?6 Д=2.

Р_н = 10 [(2 М 0,16- 1) + 2]=13,2 кПа Расчетное (радиальное) давление пород на крепь:

Р_п = n М m_у М n_н М P_н[1+0,1(r₀ — 3)], кПа (12).

где n = 1,3 — коэффициент перегрузки;

Р_п =1,3 М 0,8 М 1,75 М 13,2 М [1+0,1(2,5 — 3)]=156,2 кПа В результате проведенных расчетов величина нормативного давления равна 13,2 кПа, и радиальное давление равно 1566,2кПа.