Тема 3. Управление геомеханическими процессами при проведении капитальных выработок и строительстве подземных сооружений

Методические указания

Управление состоянием массива пород вокруг капитальных выработок и подземных сооружений заключается в разработке мероприятий по регулированию напряженно-деформированного состояния приконтурного массива в целях обеспечения безопасной эксплуатации и создания необходимых условий ведения горных работ.

Поскольку виды проявлений горного давления в капитальных и подготовительных выработках определяются соотношением величин действующих напряжений и деформационных характеристик окружающего массива пород, мероприятия по управлению горным давлением должны быть направлены:

• на снижение действующих напряжений в массиве;

• на повышение деформационной способности и прочностных характеристик приконтурной части массива.

По первому направлению снижение величин действующих напряжений достигается:

1) исключением или, по мере возможности, снижением опасности возникновения высоких концентраций напряжений в приконтурных областях массива;

2) приданием выработкам наиболее устойчивых форм поперечных сечений в соответствии с видом и параметрами напряженного состояния массива пород и его структурными особенностями;

3) выбором оптимальной ориентации сечений вертикальных выработок или направлений горизонтальных выработок в пространстве конкретного массива пород.

Второе направление реализуется путем:

1) искусственного упрочнения пород вокруг выработок;

2) проведения мероприятий, направленных на максимальное использование несущей способности пород;

3) предотвращения изменения свойств пород приконтурного массива под влиянием агентов выветривания.

4) возведения в выработках несущей крепи.

Особое внимание следует обратить на общие принципы расчета отдельных видов крепи.

Литература: [9], [12], [16], [17].

Вопросы для самопроверки

1. Каковы основные типы проявлений горного давления в капитальных и подготовительных выработках, чем они определяются?

2. Что следует понимать под управлением состояния приконтурного массива пород?

3. Что лежит в основе мероприятий по управлению геомеханическими процессами в приконтурном массиве пород?

4. Основные закономерности распределения напряжений вокруг одиночных выработок при различных типах естественного напряженного состояния массива горных пород.

5. Мероприятия, направленные на снижение величин напряжений в приконтурном массиве пород.

6. Выбор оптимальных форм и размеров поперечных сечений выработок.

7. Выбор оптимальной ориентации осей выработок в пространстве конкретного массива пород.

8. Мероприятия по целенаправленному изменению свойств приконтурного массива.

9. Режимы взаимодействия крепи и приконтурного массива пород.

10. Основные типы крепи, применяемые для крепления капитальных и подготовительных горных выработок.

11. Основные принципы расчета крепи горных выработок.

12. Методы расчета деревянной крепи.

13. Методы расчета бетонной и железобетонной крепи.

14. Методы расчета набрызгбетонной крепи.

15. Методы расчета штанговой крепи.

16. Основные типы крепи подземных сооружений.