§ 70. Вводные замечания

£

т

к

В § 64 были рассмотрены последовательные фазы процесса потеря устойчивости обнажением. Здесь мы покажем, что многие теории, трактующие о горном давлении в горизонтальной выработке, отно­сятся к отдельным фазам указанного процесса. Большинство из них имеет в виду свод обрушения

§ 71. Прогиб кровли

Прогиб непосредственной кровли не является, конечно, самосто­ятельным про1ибом только одного ее-нижнего слоя или пласта. Про­гибаются также и вышерасположенные породы. При этом стрела прогиба отдельных пластов постепенно уменьшается в направления кверху

Фиг. 71. Волна давления

-t=

Прогиб пласта непосредственной кровли был рассмотрен Шульцем еще в 1867 г [76]. Автор ограничился упругим прогибом, уподобив пласт балке, равномерйонагруженной и заделанной по концам, и цди-_ менив простейшие расчетные приемы- сопротивления материалов. При этом он вычислил предельную величину пролета, при котором пласт еще не обрушается под влиянием собственного веса.

Нужно заметить, что применение формул сопротивления материалов к расчетам, подобным указанному, вообще никогда не дает резуль­татов, подтверждаемых опытом. Это объясняется неоднородностью горных пород и, в частности, например, как в задаче Шульца, рас­смотрением слоя породы изолированно от окружающих пород, что в действительности не имеет мёста. (Зднако качественная сторона явления во многих случаях удовлетворительно объясняется с по­мощью аналогий, заимствованных из теории сопротивления материа­лов.

С прогибом непосредственной кровли < в очистной выработке полЬгапщюющегр угольного пласта связана так назШаШЗя теория ..волрц давления" [77]. "Под влийШ т "Собственно г jo весГ й "некоторой части веса вышележащих пород в рабочем пространстве очистной выработки прогибается пласт непосредственной кревлй

Этот пласт представляется бад!со^'аадеяанной~4№огр^ниденно своим к о нпрмЗ а^забо ем Б^ -твко^- вадедюа. u-apoti

¹

*£я

'Ъя

•If

v

л

забоя лояеляются моменты •^эшнеки^шзьшшощие волнообразный'йз-» г^пласта(фигГП^Какуказывают,явление ошбен5о~отчетлибо наблю­дается в случае достаточно жесткого пдаСтанепосредственной кровли (например, песчаника), заключенного между пластичными угольный пластом и вышележащей породой. Вследствие, сопротивления пород

Волнообразный изгиб сравнительно быстро затухает впереди забоя. Утонение угольного пласта наблюдается на расстоянии длины полу­волны от забоя, и это место отвечает наибольшему горному давлению. Различают волны стоячие (когда забой не движется) и движущиеся.

Фиг. 72. Пластический прогиб кровли.

По некоторым данным длина стоячей волны в условиях Рейнско- Вестфальского округа составляет около 40 м, а длина движущейся волны в тех же условиях — около 15 м. Воспользовавшись уравне­нием изгиба балки на упругом основании, В. Д^Сле^щм^эазвил тео­рию волны давления более подробно [69].

Волна давления относится к области явлений упругости. Этим, повидимому, и объясняются известные трудности непосредственного ее наблюдения. Однако в отличие от упругого, пластический прогиб пород во многих случаях отчетливо лаблюдается на практике. Впрочем подробные исследования его, если не считать имеющихся весьма тща­тельных маркшейдерских измерений так называемых движений боко­вых пород, отсутствуют.

При изгибе кровли вблизи опор обычно имеет место растяже­ние, а посередине пролета — сжатие (фиг. 72), что является следствием совместного действия веса вышележащих пород и.бокового давле­ния. Пластический прогиб кровли связан с временем и, в частности, со скоростью подвигания забоя. В связи с этим важное практическое значение имеет интенсивность опускания кровли, в особенности в очистных выработках (лавах). В этом отношении подробные измере­ния опускания кровли при разработке пологопадающих угольных плас­тов в Донецком бассейне были выполнены В. Т. ДавчлИНДЁИ.!⁷^ Подоб­ные же исследования выполнялись и другими авторами (С. Г. Аирртцррим., Г. Н. К^знец2|ы*м|1 др.)