§ 64. 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 пр0ЧН}ых 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.