§ 112. О выборе способа выемки

Если исключить гидравлическую работу, то все способы выемки породы, основанные на механических принципах, можно подразделить на способы выемки: а) с предварительным врубом (выполняемым с по­мощью врубовой машины) и б) без предварительного вруба. Как в том, так и в другом случаях отбойка породы осуществляется: вручную, с помощью отбойного молотка и взрывными работами.

Выбор того илй иного способа вУемкй определяется вообще есте­ственными, техно-экономическими и организационными факторами. Рассмотрение их выходит из рамок этой работы. Здесь мы ограни­чимся лишь механическими принципами выбора способа выемки, при которых учитываются также и естественные факторы и отчасти тех­нические.

В этом отношении наиболее приемлемым будет тот из возможных в данных условиях способов выемки, для которого V будет наиболь­шей величиною при наименьшей затрате работы А для определен­ного промежутка времени, т. е. дяя условий, при которых добывае­мость D получает возможное наибольшее значение. Отсюда — сравне­ние значений D при некотором допустимом интервале значений сте­пени измельчения добытой породы р. При этом могут быть сравниваемы между собою однородные в механическом отношении способы выемки.

Прежде всего возникает вопрос о применении в данных условиях предварительного вруба.

Если обозначить через D_M-_M и Z)_M__P добываемость породы при отбойке молотками и вручную и при наличии предварительного вруба и через D_M и D_p — соответственно добываемость без предваритель­ного вруба, то последний будет применим, если

L-Sm — м >D м

или

D_M _ р D_M .

Если предварительный вруб не применяется, то остается сравнить между собой толькр D_M и D_p .

Что же касается взрывной выемки, то выбор ее должен быть про­изведен на основе соответствующих техно-экономических расчетов.

§ 113. Другие приложения изложенной теории

Изложенная теория, как видно, имеет непосредственное примене­ние для решения основных вопросов эксплоатации месторождения: выбора способа выемки и нормирования горных работ. Однако этим применение ее не ограничивается. В частности, можно указать на вопросы, связанные с горным давлением.

Как известно, отжим угля в забое лавы является следствием опор­ного давления кровли. Величину этого давления можно регулировать изменением скорости под шгания забоя и ширины рабочего простран­ства (шага обрушения). При разных скоростях подвигания забоя и ве­личинах шага обрушения в отдельных местах забоя может быть оп­ределена степень отжима угля, которая находится в прямой зависи­мости от добываемости. Таким образом, для данных условий могут быть установлены наиболее оптимальные для отжима значения ука­занных величин, влияющих на поведение данной кровли, а следова­тельно, и на величину горного давления.

Проводя с целью исследования в забое лавы передовую узкую выработку и определяя с помощью изложенного метода через из­вестные расстоянля изменения степени добыпаемости угля, можно установить для данных условий закон изменения величины опорного давления на забой.

Определяя степень добываемости угля в рассечке при выемке угольного целика и оценивая тем самым степень отдавленности его, можно подойти к вопросу об установлении прочных размеров цели­ков.

Изложенная теория, очевидно, применима при исследований воп­росов Дурения шпуров и скважин и т. п., словом, во всех случаях, когда приходится иметь дело с разрушением (добычей) горной по­роды.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Целесообразно подойти к некоторым обобщениям изложенного в данной работе. Это позволит лишний раз подчеркнуть наличие основных принципов, на которых строится „Механика горных пород" как научная дисциплина и, кроме того, открывает дальнейшие пер­спективы исследований.

Изменения напряженного состояния массива горных пород в об­щем случае могут быть естественными и искусственными.

Естественные изменения состояния массива обязаны объемным силам, которые вызывают тектонические и связанные с ними про­цессы. Последними охватываются области массива, вообще говоря, весьма больших размеров. Если скорость протекания этих процессов велика, то типичной деформацией горных пород оказывается упру­гая деформация как, например, при затухающих колебательных дви­жениях участков литосферы (сейсмические движения и др.). В этих слу­чаях разрушения горных пород, если они имеют место, носят хрупкий характер. Наоборот, при весьма малых скоростях протекания указан­ных процессов типична пластическая деформация горных пород. С нею связано образование тектонических структур, вторичных структур и текстур при динамометаморфизме. Сюда относится также образование пликативных и дизъюнктивных форм. Область вопросов, связанных с естественными изменениями состояния литосферы, принадлежит геотектонике, структурной геологии и другим отделам геологии

Искусственные изменения состояния массива имгют место при проведении выработок, открытых н подземных, а также при горных работах.

Изменения состояния массива в результате проведения выработок обязаны, как и при естественных изменениях, объемным силам. Они относятся вообще к сравнительно небольшим областям массива, окружающим выработки. При этих изменениях состояния массива, ти­пично проявление горного дтвления и соответствующих деформаций обнажений массива в выработках. Если эти деформации упругие, то обнажения массива отзываются устойчивыми. Наоборот, если эти деформации выходят за предел упругости, то состояние обнажения яв­ляется неустойчивым. В таких случаях требуется рудничная крепь.

Изменения состояния массива при горных работах обязаны поверхностным силам, прикладываемым с помощью горных инстру­ментов и машин, а также взрывчатых веществ. Эти изменения отно­сятся к еще более меньшим областям массива, примыкающим к по­верхности забоя, и приводят к конеч^м деформациям—разруше­нию горных пород в целях добычи. Для того, чтобы этот процесс был наиболее эффективным, применяются скорости деформации, при­водящие к хрупкому разрушению.

Все вопросы, связанные с искусственными изменениями состояния массива горных пород, принадлежат к механике горных пород.

Из всего указанного видно, что, несмотря на исключительные различия в характере действия сил, их величине и в формах про­цессов, деформации горных пород остаются одними и теми же. Это —■ упругие, остаточные (пластические) и конечные деформ?ции. По­следние приводят к нарушению структуры, к разрушению породы.