§ 68. Направление и распределение горного давления

Вопросы, сюда относящиеся, несмотря на то, что они весьма часто ставятся практикой,изучены весьма слабо.

Возьмем горизонтальную выработку. Если все условия симметричны 01носительно вертикальной оси этой выработки, то горнбе давление со стороны потолка, боковое и со стороны почвы будет также рас-

; te

г* ш.

4, '

j ■ , V-::

: <£»±

125

пр^делейо симметрично. При этом-направление давлений со стороны потолка и почвы будет вертикальным, а боковое — горизонтальным.

Однако если симметрия условий отсутствует, то во многих слу­чаях наблюдается неравномерность распределения давления и откло­нение его направления от нормального, свойственного симметричным условиям. В этом отношении можно привести следующие типичные примеры.

Горизонтальная выработка проводится по простиранию слоистых пород наклонного или крутого падения, имеющих слабые контакты

по поверхностям наслоения (фиг. 68). Здесь обычно наблюдается косона- правленное горное давление, обязан­ное сдвигам по слабым контактам между породами. Этому в особенности способствует наличие естественных трещин, расположенных под прямым или близким к нему углом к поверх­ностям напластования. Трещины вы­деляют участки породы а, слабо свя­занные с окружающей массой и при известных условиях способные сколь­зить книзу. Теоретически такое сколь­жение возможно при условии а><р, если а — угол падения пород и <р—угол трения скольжения породы по породе.

Так как обычно угол ср превышает 20 — 25°, то косонаправленное горное давление и наблюдается при наклонном или крутом падении слоев При этом чем больше угол падения, тем все более интенсив-

Фиг. 69. Неравномерный прогиб кровли в штреке с раскоскою.

ным наблюдается косонаправленное давление Это и понятно, сдви­гающие усилия возрастают пропорционально синусу угла падения слоев. Направление и распределение косонаправленного давления должны быть изучены в каждом отдельном случае. Отметим здесь также, что при наклонном или крутом залегании слоев широкие горизонтальные выработки (камеры) целесообразно располагать вкрест простирания пород, а не по простиранию, когда действию косо- направленного горного давления подвергается длинная сторона выра­ботки.

Фиг. 68. Косонаправленное горное давление.

Асимметричное горное давление типично также в штреках по простиранию тонких угольных пластов, проведенных с раскоскою, в особенности односторонней (фиг. 69). Вследствие различной жест­кости угля, крепи штрека и сухой закладки имеет место неравномер-

«я

- % ' ^ Г

ный прогиб кровли. Зта^неравномерабсТь еще ооЛее усиливаемся лри наклонном залегании угольного аласта. В особенности же отчетливой она оказывается вообще на участках штреков, находящихся в об- тсти влияния очистных работ Здесь прибретает значение опорное давление, вызываемое опусканием кровли над выработанным прост­ранством (при работах с закладкою) или же образованием некоторого свода (при работах с обрушением). Давление это, распределенное по некоторому закону, имеет наибольшую величину вблизи очистной вы­работки и затем, вниз по падению, посте­пенно уменьшается

Косонаправленное и при том неравномер­ное горное давление, обязанное наклонному или крутому залеганию слоев со слабыми контактами, имеет место и при проведении вертикальных стволов шахт (фиг 70) Здесь со стороны восстания обычно отмечается наи­большее давление, а со стороны простира­ния—наименьшее Чем больше угол падения слоев, тем больше неравномерность давле­ния

по м

§ 69 О теориях горного давления

Выше было отмечено, что учение о гор"

ном давлении находится еще на опытном ну"

ти Этот этап проходит в своем развртии

каждая естественная наука Ему свойственны

гипотезы, выдвигаемые для объяснения тех

или иных явлений или данлых эксперимента

В частности, такие гипотезы предложены и

в отношении горного давления Эти гипоте-

зы, называемые теориями, весьма многочис- 'Щпп

леины Почти каждый исследователь вносил

в учение о горном давлении что-либо новое

и создавал свою оригинальную теорию ,

Приступая к краткому обзору некоторых Фиг. 70. Неравномерное гор-

из этих теорий, заметим прежде всего, что все ^ное давление в вертикальном

^r ' г — стволе шахты

они имеют в виду величину установившегося

I орного давления при симметричных естественных условиях. Почти все теории рассматривают явление без учета влияния рудничной кре­пи Поэтому, если иметь в виду определение горного давления, данное в § 63, то все эти теории по существу не могут быть строго названы теориями горного давления Они скорее относятся к проблеме устойчивости обнажений горных пород в выработках или, точнее, к состоянию обнажений после потери устойчивости Наибольшее число ^еорий имеет в виду свод ^брхшенда__а„горизонтальной выработке Тфи симметричных*условиях Величина механических усилий, кото­рые развиваются при обрушении, и принимается в качестве величи­на горного давления, независимо от того, какая крепь будет постав­лена Горное давление при расчете крепи рассматривается как по­верхностная сила Таким образом, нй одна из характеристик, о которых шла речь в $ 66, предложенными теориями не освещается, если не считать величины установившегося горного давления. Это составляет общую черту теорий Большинство из них относится к горизонтальным выработкам, в частности к горному давлению со сто­роны кровли

А. Теории горного дкбЯйнйя в Горизонтальный

ВЫРАБОТКАХ