§ 66. Характеристики горного давления

Опыт показывает, что поставленная при проведении выработки крепь деформируется постепенно с непрерывным нарастанием дефор­маций и что, таким образом, давление на крепь представляет собою функцию времени. Если крепь под влиянием давления не ломается, то нарастание величины его идет до некоторого предела. В целом же горное давление представляется статическим с постепенным, по некоторому закону, нарастанием его величины. В отдельных случаях

етатйческий характер нагрузки на крепь нарушается динамичес­ким проявлением горного давления, например, в подготовйтельйых выработках по соседству с очистными, где применяются обрушение кровли или взрывные работы.

Опыт также показывает, что направление горного давления в зави­симости от условий может быть различным по отношению к вертикаль­ной оси выработки. Так, например, в горизонтальных выработках, проведенных в однородной породе, горное давление обычно сим­метрично по отношению к этой оси; в штреках же, проведенных по простиранию крутопадающих пластов, наоборот, наблюдается косона- правленное давление и т. д.

Кроме того, наблюдается также нередко и различное распределение величины горного- давления со стороны стенок, потолка и даже почвы выработки. В одних случаях имеет место приблизительно равномерное распределение давления со стороны кровли, в дру1их случаях — резко неравномерное. Боковое давление в одних случаях особенно значи­тельным наблюдается приблизительно посередине высоты горизонталь­ной выработки, в других же случаях — оно ближе к почве и т. д.

Из изложенного следует, что горное давление определяется сле­дующими характеристиками: законом нарастания его величины с тече­нием времени, направлением давления относительно оси выработки и характером распределения его с той или иной стороны выработки! Эти характеристики вполне определяют горное давление в данной выработке или на отдельных ее участках.

Задачей теории должно служить изыскание способа аналитической оценки этих характеристик Эта задача в целом далеко еще не ре­шена

§ 67. Горное давление как функция времени

Характер проявления горного давления с течением времени может быть установлен с помощью наблюдений за деформацией крепи. В этом отношении имеются многочйсленные данные специальных исследова­ний и повседневного опыта. Все они указывают на существование некоторых закономерностей.

Постепенное увеличение деформаций крепи отвечает постепенному нарастанию горного давления, называемого в этой стадии его прояв­ления первичным. По прекращении роста деформаций крепи первич­ное горное давление переходит во вторичное. Как первичное, так и вторичное горное давление имеет свои особенности.

В общем случае первичное горное давление в первой стадии своего проявления сравнительно быстро нарастает с течением времени, а затем рост его постепенно замедляется (фиг. 64). Кривая «давле­ние — время" имеет здесь два участка: крутой — а и более пологий — Ь. Первый отвечает прогибу (выпучиванию) обнажения, а второй — про­цессу трещинообразования.

JL

йа

н»

ш

А |£

S

В дальнейшем первичное давление переходит во вторичное, что на фиг. 64 отвечает переходу кривой в участки с или с_г. Первый случай (участок с) отвечает положению вещей, при котором данная крепь вполне приостанавливает процесс трещинообразования в обна­жении, и горное давление оказывается в дальнейшем постоянным по величине. Второй "случай (участок с_г) относится к условиям, когда трещинообразованне в кровле заканчивается сформированием свода естественного равновесия, и поэтому горное давление на крепь сначала несколько уменьшается и затем остается некоторым постоянным по величине. В обоих случаях вторичное давление, в части постоянной по величине, носит название установившегося горного давления.

й зависимости от условий описгГннай д6т,м сщт мбжё* Ими*! видоизменения. Так, например, кривая горного давления со стороны кровли горизонталвной выработки МоЖет иметь вид, показанный на фиг. 65 —при весьма пластичных породах (глина), на фиг. 66 —при

| $

:т 1* %

», ш

х' щ

I з

• - и

?

i ура

Фиг. 64. Кривая горного давления.

хрупких породах .(камейный уголь, трещиноватые песчани­ки и т. п ) и на фиг. 67—при рыхлых или сыпучих породах пески).

« }

*>ш

ti*.-

I

« * J—

£ i II ЩС,

г s

Р

Фиг. 65. Кривая горного давления при пластичных породах.

Часть кривой, относящаяся к первичному горному давлению, в каждом отдельном случае может бьиь установлена с помощью соот­ветствующих наблюдений в выработ­ке. Ниже приводится аналитическое выражение этой части кривой, принадлежащее автору. Сущест­вующие теории горного давления имеют в виду величину установив-

Р

с*

в

Фиг 65. Кривая горного дав­ления при хрупких породах

.U

Фиг. 67. Кривая горного давления при рыхлых или сыпучих горных породах.

шегося давления и при том именно гу, которая отвечает части кривой с. Так называемая проблема управления горным давлением в основном относится к первичному давлению. Она рассматривается в главе VIH.