Марков Г.А. Савченко С.Н. Напряженное состояние пород и горное давление в структурах гористого рельефа
Подождите немного. Документ загружается.
горных
ударов
[107].
У
cTaHoвneHHыe
закономерности
проявnения
высокой
напряженности
пород
и
разрушений
в
скважинах
применены
нами
для
решения
кру.1ныx
првктических
задач
на
стадии
разведки
местuрождениЙ.
1.
Создана
методика
выявnения
высоконапряженных
массивов
и
реконструкции
величин
и
напрввnений
напряжений.
Впервые
методи
ка
апробирована
и
применена
в
1962-1965
гг.
в
првктике
при
строительстве
Расвумчоррского
рудника
в
Хибинах
для
объяснения
..
аномальных"
проявnений
горного
дввnения
и
обоснования
рвциональ
на:'О
расположения
выработок.
В
дальнейшем
методика
нашла
при
менение
при
обосновании
прогнозов
горного
давления
для
глубоких
горизонтов
хибинских
рудников.
Прогнозные
о
ценки
горного
дaвne
ния
ВКJlЮчены
впервые
в
подобной
практике
в
отчет
по
подсчету
ПQдлежащих
отработке
запасов
апатитовых
руд,
утвержденный
Госу
дарствениой
комиссией
по
запасам
при
Совете
Министров
СССР.
В
результате
прогнозные
оuенки
получили
првктическое
применение
в
работах
проектного
института
Гипроруда
при
составnении
проектов
на
отработку
280
МlUI.
т
запасов
апатитовых
руд.
2.
При
разведочном
бурении
в
Хибинах
в
ряде
случаев
отмеча
ется
резкое
снижение выхода
керна
из
буровых
скважин.
При
этом
выход
керна
зачастую
наиболее
значитрльно
снижается
(до
80-9.0%)
в
наиболее
прочных
упругих
и
монолитных
разностях
пород.
Это
обстоятenъcтво
не
находило
объяснения,
казалось
непрогнозируемым.
возникаЛи
проблемы
контроля качества
разведочных
работ
и
не
оправданные
затраты
на
повторное
бурение.
Считалось,
что
низкий
выход
керна
в
прочных
монолитных
породах следует
относить
на
счет
брака,
связанного
с
,
нарушениями
технологии
ведения
буровых
работ.
Исходя
из
этого
принимались
решения
о
повторном
бурении.
Однако
практика
показывала,
что
и
повторное
бурение
не
приводи-
1ю
К
ПOl1Oжительным
результатам,
несмотря
на
все
принимаемые
меры
по
контролю
технологических
проuессов
бурения.
Привnечение
представnений
о
дифференциаuии
полей
высоких
на
пряжений
позволило
нам
объяснить
явление,
обосновать связь
раз
рушения
и
снижения
выхода
керна
с
распред~ением
высоких
напря
жений,
дать
необходимые
прогнозы
и
предложить
мероприятия.
В
числе
возможных
способов
повышения
выхода
керна
предnoжено
из
менять
координаты
расположения
и
направления
проходКИ
скважин
с
учетом
распределения
величин
и
напрввnений
главных
напряжений
~1
,02.
,Qз
в
массивах
пород.
Даны
обоснованные
заключения
о
неuелесообразности
или
неэффективнОсти
бурения
повторных
скважин
без
реализации
предложенных
мер.
Эти
новые
представnения
полу
чили
приложения
в
практике
разведочного
бурения
в
Хибиногорской
геологоразведочной
экспедиции.
110
3.
Повышение
прочности
незакременных
выработок
при
подземном
строительстве
в
вертик8JlЬНblХ
и
горизонтальных
выработках,
расnonоженных
в
различных
зонах
поднимающихся
тектонических
моков
с
учетом
го
ристого
строение рельефа
и
изменчивости
свойств
пород,
напряжен
ное
состояние
и
потеря
устойчивости
характеризуются
следуюпщми
зависимостями
(сечение
выработки
круговое):
lН
(1
+
2.Е.)
+
Т[1-
2.co~2e+P2(1-+
2.CO~2.e)]>Kc
I~cl;
(105)
1Н[
1-2е,-\-2(1
-+
~)(
1-~)соs2еJ
~Т[
1 +
1>2
-
-
2(
1
-
V)(Р2СОf;2.~
-+
Sin2.G()coS
2.В]
>
к
с
\
~c\'
(106)
где
ol
-
угол
между
азимутом
направления
вектора
напряжения
Т
и
азимутом
направления
выработки;
()
-
угол
между
направлением
вектора
Т
и
радиусом-вектором,
определяющим
положение
точки
на
контуре
выработки;
К
С
-
коэ<fxllиuиент,
к;оторым
характеризуется
вероятность
проявлення
хрупкого
разрушения
пород
на
контуре
и
раз
личный
характер
потери
устойчивости
выработок.
При
этом:
.
а)
про
явления
стреляния
пород
ожидаются
с
вероятностью
V
c
=
= 1
при
условии
К
с>
0.8,
Н
<
Н
или
()..<. V
c
<.1
при
уcnoвии
0.3
<
.(
к
с
<
0.8;
Н<
Н
пр
;
ПР
6.)
проявления плитчатого
разрушения
пород
с
постоянной
СКО
ростью
при
условии
Х
о
>0.5,
Н<
Н
пр
;
с
затухающей
сКХ>ростью
при
условии
0.3<К
с
<0.5;
Н
<Н
пр
;
.
в)
про
явления
плитчатого
разрушения
с
нарастающей
скоростью
при
условии
к
с
>
0.5,
Н>
Н
пр
•
При
подстаиовке
в
(105)
и
(106)
значений
Т,
ct,
()
,3'
н
и
других
получают
объяснения
те
принципиальные
особениости
прояв
лений
горцого
давления,
которые
отмечались
в
гл.
1,
в
соответст
вии
с
дифферецциацией распределения
величин
и
направлений
высо
ких
напряжений,
рассмотренной
в
гл.
2
и
3.
В
частности,
из
аиаnизв.
устанавливается,
что
наиболее
высокая
вероятность
проявпения
раэруmEiвий
возможна
при
уcnoвии,
когда
значен
и я
углов
ос
и
()
равны
9()О
(рис.
44).
Ддя
горизонтальных
выработок
э
то
соответствует
условиям
проявnения
разрушений
в
кровле
тех
выработок,
направление
которых
перпендикулярно
к
на
правлению
вектора
напряжения
Т.
Однако
высокая
вероятность
раз
рушений
в
выработках
данного
направления
реализуется
прежде
все
го
в
наиболее
прочных
породах
[в
'
соответствии
с
критерием
( 1
01)],
в
которых
горизонтальные
напряжения
Т
имеют
максимальные
по
вели
<1
ине
значения.
Это
подтверждается
экспериментальными
данны
ми.
Так,
сопоставление
напряжений
f5
е
+ 6
L.
и
прочности
пород
6
с
в
кровле
квершnaга
или
орта
для
условий,
рассмотренных
в
гл.
2,
!:
6,
рис.
15,
показывает,
что
услови
е
(101)
проявпения
стреля-
ния
ВЫПOJIНяется
прежде
всего
в
наиболее
прочных
ийолит-уртитовых
111
'
Рис.
44.
Изменение
уcnовий
проявnения
разрушений
выработок
в
зависимости
от
изменения
:их
пространственной
ориентации
отно
сительно
направnений
главных
напряжений.
1 -
расnonoжение
зон
разрушений.
породах
(рис.
45).
Orcюда
очевидно,
что
.
путем
изменения
коорди
нат
расположения
объекта
подземного
строительства,
изменения
пространствениой
ориентации
всей
конструкции
под.эемиого
соору
жениЯ',
а
также
отдельных
элементов
достигается
существениое
из
~енение
прочности
и
вероятности
проsrвnения
разрушений.
При
этом,
как
показывают
данные
'
расчетов
и
промышnениых
экспериментов,
прочность
сооружений
может
быть
повышена
в
несколько
раз,
а
ве
роятность
опасных
дниамических
проявnений
горного
давnения
ма
жет
быть
понижена
на
порядок.
3.1.
,
Натурный
эксперимент
по
изменению
пространственной
ори
ентации
системы
горизонтальных
'
и
cnабонaкnoнных
выработок
про
веден
по
нашему
пред110жеimю
на
Умбозерском
руднике
.
[1
ОВ].
При
строительстве
крупного
подземного
комплекса
насосной
главного
водоотлsrвa
и
камер
эnектроподстаиции
(протяженность
выработок
по
про8Jtту
1000
м,
общий объем
12
000
м
3
)
возниJtЛи
опасные
условия
ПРОХОДJtи
и.э-ва
сильного
проsrвnения
стрenяиий
и
обрушений
пород.
Применение
различных
мероприятий,
вJtЛючая
крепление,
не
дало
желаемых
резулsтатов.
Проход
ка
была
приостановnена.
Проведенными
исcin:едованиями
YCTaHoвneHO,
что на
уровне
рас
ПOllOжения
подз
е
много
комплекса
(глу
б
ина
от
поверхности
300-
112
'\
\
\~
1\
I \ I
1
\/
-
-.,
1.
, .,
'::;LI
-
--
-
--
-
--
-
--
-
--------
-
-----
-
Z+OMna
200
160
80
Рис.
45.
Изменение
уcnoвий
проямения
разрушений
в
кроме
ортв.
(нв.
глубине
100
.
м)
в
зв.висимости
от
изменения
величин
действую
ip.их
нв.npяжений
и
изменения
показв.тenеЙ
прочности
породы.
1 -
'
выпоnиение
уcnовия
проямения
стреляния
пород
()о
+6'L..
-
0.В6
с
;
2 -
изменение
npочности
пород
ос;
3 ,-
изменение
нв.npяженного
состояния
пород.
о
30
~I!P
'
60
Рис.
46.
Грв.фик
изменений
нв.npяжениЙ
Ое
+6"l"
в
кроме
горизон
тальной
вырв.ботки
в
зависимости
от
углв.
d
ме
ж
ду
простирв.нием
продольной
оси
вырв.ботки
и
нв.npв.мением
главного
горизонтально
го
нв.прв.мения
6'3
в
мв.ссиве.
113
400
м)
действуют
высокие роризонтальные
напряжения
более
чем
в
5
раз
выше
вертикальных.
Соотношение
главных
наnpяжений
в
массиве
составляет
01
:
02:
6з=1:2:5.5.
Наибольшее
'
горизонталь
ное
напряжение
6:;
имеет
субширотную
ориентацию.
Поэтому
кон
центрации
наnpяжений
6
э
+ 6
L.
в
кровле
выработок,
продольные
оси
которых
имеют
субмеридиональное
'
направление
(угол
ос
"'900,
рис.
46),
достигают
предельно
высоких
значений,
что
и
npиводит
К
стрелянию
nopoДbI.
При
уменьшении
угла
ct
напряжения
б'
Э
+ 5
L.
в
кровле
постепенно
уменьшаются,
и
'
при
переходе
через
некото
рое
значение
угла
cG
KP
(рис.
46)
вероятность
проявления
стреля
ния
становится
равной
нулю.
На
основании
этих
расчетов
были
пред
ложены
рекомендации
по
изменению
пространственной
ориентации
всей
системы
выработок
в
комплексе.
Проектнъiм
институтом
Гиред
мет
составлен
новый
npоект,
в
соответствии
с
которым
и
осушест
влено
строительство
подзем~ого
комплекса.
Строительство
осушест
влено
без
осложнений
по
горному
давлению.
Контрольные
наблюде
ния
в
процессе
строительства
и
в
период
эксплуатацни
комплекса
показали
полное
подтверждение
прогнозов'
,
по
горному
давлению.
3.2.
В
связи
с
реконструкцией
Uентрального
рудиика.В
Хибинах
возникла
необходимость
подземного
строительства
крупных
инженер
ных
сооружений
-
рудоспусков
диаметром
5
м
с
системой
вспомо
гательныx
выработок
(рис.
47).
По
производствеЮlЫМ условиям
проходка
рудоспусков
должна
была
осуществляться
на
гпубину
4(;)0
м
снизу
вверх
под
действующим
карьером.
Практикой
была
выдвинута
необходимость
решения
ряда
npинциnиально
новых
науч
НbIX
задач
по
геомеханическому
обоснованию
уникального
промыш-
пеЮlОГО
эксперимента.
•
Инженерно-геологические
условия
в
районе
сооружения
рудо
спусков
отличаются
повышенной
сложностью.
горизонтальныe
на
пряжения
в
массиве
в
3-5
раз
выше
вертикальных;
соотношение
главныx
напряжений
составляет
6'1
:Е)~:Е)з=1:2:4.
При
высокой
прочности
(6
с
=130';150
МПа)
и
упругости
[Е=(5+10).104
МПа]
породы
склонны
к
динамическим
формам
про
явления горного
давле
ния.
При
про
ходке
наблюдается
активное
стреляние
ГОРIfЫХ
пород,
имеется
угроза
проявления
горных
ударов.
за
счет
расположения
сооружений
в
условиях
rористого
рельефа условия
изменяются:
по
мере
приближения
к
припов~хностной
зоне
увеличивается
нарушен
ность пород
и
возникает
опасность
вывалов
по
трещинам.
В
соот
ветствии
с
рассмотренныии
выше
данныии
о
распределении
напря
жений
и
условиях
прочности
в
высоконапряженных
массивах
созда
на
методика выбора
конструкций
рудоспусков,
которая
включает:
а)
прогноз
разрушений
в
породах
различной
прочности
по
про
филю
стволов;
б)
оценку
устойчивости
вертикальных
стенок
рудоспусков
в
за
висимости
от
направления
действия
главных
напряжений;
в)
прогноз
условий
наложения
полей
напряжений
рудоспусков
и
пар
'
anлельныx
вертикальных
восстающих
выработок
в
зависимости
от
распопожения
створов
этих
выработок
относительно
главных
на
пряжений;
114
(+бб5м)
_1
-2
Р
....
,
~
"'
1Il
ЯР!lс(+519.б17м)
)
d
~
.&
1-'1-
I-lt
1-
1-5
1-5
-
-6
-6
~
,
..J,.
""
II
ЯР!lС
(+lt96.117M)
I
,/
:;::::
~
:=:
~
~
v
r
F'"
~,
1
ЯР!lс(Н72.б17м)
..
#-
~
,
~
'ii~~
и
- 6
;--6
7--
/ /
~
/9
.#
'{<-10
.
1f'...10
~
/
~
6~
r-If
h
~
.
/
"
Рис.
47.
Сх
е
ма
расположения
рудоспусков
с
системой
вспомога
тельных
выработок.
1,
2 -
стволы
рудоспусков;
3 -
смотровой
ходок;
4 -
ходовой;
5 -
подъемный;
6 -
рудоперепускной;
7 -
подъемно-ходовой;
8 -
камера
проходч
е
ского
полка;
9 -
ходовая
выработка;
10
-
камера
для
перегрузки
горной
массы.
г)
оценку
предельных
расстояний
между
рудоспускам
и
и
параллель
ными
вертикальными
выработками
в
условиях
влияния
горизонталь-
ных
налряжений;
.
д)
npогноз
условий
и
оценку
влияния
на
прочность
конструкции
расположения
сбоек
рудоспусков
с
горизонтальными
выработками;
115
е)
пporноз
возможного
объема
разрушений
при
динамических
формах
проявnения
горного
давnения
и
при
вывалах
и
пporноз
воз
можного
интервала
времени
вероятного
проявnения
указанных
раз
рушеНИЙi
.
ж)
прогноз
образования
ЗОНЫ
нарушенных
пород
вокруг
верти
кальных
выработок
дnя
опредеnения
мест
заложения
в
стенках
стволов
деталей
крепnения
проходческого
оборудованИЯi
~)
прогноз
скорости
развития
во
времени
разрушения
напряжен
ных
стенок
'
вертикалbI\ыx
выработок.
Методика
выбора
конструюшй
в
наиболее
ответствеJШЫХ
ее
де
талях
была
предваритеnьно
проверена
натурныМи
экспериментами.
дnитеnьными
набnюдениями
и
пonyч
'
ила
подтверждение
(109].
П~
пе
этого
рекомендации
и
расчеты
~ьum
переданы
проектному
ин
ституту
Гипроруда
и
производствеиному
объединению
,Апатит"
дnя
составления
проекта.
В
качестве
составной
части
проект
включал
обосно~
систему
геомеханического
контроля
уcnoвий
в
про
цессе
про
ходки
и
систему
орга
'
низационных
мер
по
обеспечению
безопасности
работ.
Проект
успешно
реализован
в
практике
проход
ки
двух
рудоспусков
[110].
Научные
прогнозы
при
этом
получили
пonное
подтверждение.
Весь
компnекс
работ
по
сушеству
представ
nяет
собой
новый.
уже
реализованныi
в
практике
способ
проходки
выработок.
Если
говорить
об
аналогах.
то
следует
отметить.
что
в
практике
известен
опыт
проходКИ
рудоспусков
снизу
вверх
~иамет
ром
до
3
м
и
на
глубину
до
300
м
[111}
.
Однако
предnожеJШЫЙ
способ
не
ТOnbKO
характеризуется
боnее
высокими
досТигнутыми
кonичественными
показатеnями.
но
и
отnичается
от
известных
ана
nогов
возможностью
реализации
имеино
в
высоконапряженных
мас
сивах.
3.3.
Под
вnиянием
горизонтальных
напряжений
подз~мные
ка
меры
приобретают
повышенную
устойчивость
по
мере
увеличения
(до
некоторого
предела)
их
проnетов.
Это
явnение
повышения
устой
чивости
рассмотрено
теоретически
в
работе
[9
1
и
подтверждено
экспериментально.
В
настояwее
время
в
отечественной.
а
также
и
зарубежной
практике получено
достаточно
боnьшое
число
примеров.
когда
пропеты
камер
принимаются
в
проектах
до
5
О
м,
и
это
не
считается
пределом
при
высоких
горизонтальных
напряжениях.
Ка
меры
с
большими
прonетами
обнажений
'
применяются
пр~
строитель
стве
подземных
хранилиw
сырья
и
отходов.
бомбоубежищ
[18]
и
других
объектов.
обеспечение
устойчивости
которых
является
важ
ной
задачей.
4.
Направnения
совершествования
систем
разработки
при
·
подземной
техноnогии
добычи
поnезных
ископаемых
Подземная
технonогия
добычи
полезных
ископаемых
или
систе
ма
разработки
включает
сложную
конструкцию
подземных
въiработок
с
соответствующими
приемами
или
способами
ynравnения
горным
давnением
и
комплекс
взаимосвязанных
технonогических
процессоn
с
определенными
средствами
механизации.
которые
в
совокупности
.
116
Дonжны
обеспечивать
высокую
производительность
и
безопасность
труда.
Известно
(112,
11
ЗJ,
что
определение
оптимальиыx
пара
метров
отдельных
стадий
и
процессов
рв.зработки
(подготовка,
на
резка,
отбойка,
выпуск,
доставка
и
погрузка
)
не
может
отождест
мяться
с
оптимизацией
системы
в
целом.
Выбору
оптимальных
па
раметров
системы
дonжно
предшествовать
установ.nение
ограничений
по
фактору горного
дав.nения
(порядок
отработки,
размеры
и
распо
ложение
в
поле
напряжениА
сложной
конструкции
систем
выработок,
управ.ление
налегаюwими
породами,
разгрузка
ВЫСОJQИх
напряжений).
СГраничения
должны
вводиться
на
основе
учета
коикрет~ых
горно
геологических
особенностей,
а
не по
методу
аналогий.
Теория
про
ектирования
подземных
рудников
и
практика
показывают,
что
не
соблюдение
этого
принципа
может
привести
к
неоправдaнRыM
затра
там
средств
и
труда,
недопустимым
потерям
полезного
ископаемого,
серьезным
осложнениям
по
технике
безопасно~ти.
Особую
актуаль
ность
это
положение
приобретает
на
болыихx
глубинах
или
в
высо
конапряженных
массивах
в
связи
с
ВЫСОКОЙ
упругостью,
хрупкостью
и
склонностью
напряженных
пород
к
проявлению
горных
ударов.
Способы
предотврawения
разрушений
и
повышения
прочности
конструкций
систем
выработок
в
напряжениыx
массивах
можно
под
разделить
на
следуюшие
две
группы:
а)
пассивныe
способы
уменьшения
концентрв.циЙ
напряжений,
ос
нованные
на
,приспособлении'
конструкции
к
естественным
услови
ям
напряженного
состояния
пород
в
массиве
(направ.nенИе
вырабо
ток,
формы
их
поперечного
сечения,
взаимное
расположение
непе
ресекаюшихся
и
пересекаюwихся
подготовительных
и
очистных
вы-
работок);
.
.
б)
активные
способы
уменьшения
напряжений,
ocHoвaнRыe
на
изменении напряженного
состояния
путем
предварительной
надра
ботки
массива
[114,
115]
или
(и)
обрамлення
масси~
в
необхо
димом
объеме
разгрузочными
шелями
[116].
Часть
из
перечисленныx
способов
создана
дЛя
разгрузки
'
только
вертикальных
напряжений,
например
[115].
Создание
других
спосо
бов,
например
[116],
связано
в
основном
с
возникшей
,
необходи
мостью
разгрузки
высоких
горизонтальных
напряжений.
Для
совер
шенствования
конструкций
систем
разработки
месторож,t:rений
в
вы
соконапряженных
массивах
приме~имы
те
и
другие
спосоБы'
но
В'8-
жен
дифференцировaнныA
учет
особенностей
распределения
горизон
тальных
напряжений
на
рaзnичиыx
участках
месторождений
с
уче
том
в.nияния
очистного
пространства.
для
примера
рассмотрим
схему
распределения
и
наложения
кон
центраций
напряжений
вокруг
подготовительных
выработок,
распо
ложениыx
в
зоне
ВlIИЯНИЯ
очистиыx
пространств
(рис.
48).
Приве
денная
схема
отражает
HJкoтopble
характерные
условия
ряда
гори
зонтов
хибинских
рудников.
В
частности,
в
этой
схеме
горизонталь
ные
напряжения
Т
в
3
раза
превыW8ЮТ
вертикальные
напряжения
(Н.
что характерно,
например.
дЛя
срединной
части
гор.
+322
м
Кировского
рудника.
из
рассмотрения
схемы
следует,
что
подгото
вительные
выработки,
расположенные
вблизи
стенок очистного
про-
117
+-
_
__
__
бх/Т
_
jj~~
~
____
А
_
.
о
18=
2+8
Т'~
-.-
I .
о
I
Рис.
48.
Схема
распределения
напряжений
вокруг
подготовительн
ы
х
выработок,
расположенных
возле
очистного
пространства,
при
дей
ствии
вертикальных
гравитационных
(1Н)
и
горизонт
а
льных
т
е
кто
нических
(Т)
напряжений
(J'H:
Т
=
1:
3)
•
странства,
за
счет
сложения напряжений
от
гравитационного
и
тек
тонического
силовых
полей
попадают
в
условия
всестороннего
сжа
тия,
подобные
условиям
Н
=
Н
ПР'
С
потерей
устойчивости
по
всему
периметру
согласно
критерию
(103).
Условия
потери
устойчи~остk
по
(103)
в
зоне
опорного
давления
наступают
на
глубинах
Н
ПР
,
в
2-3
раза
меньших
по
9равнению
с
нетронутым
массивом.
При
мене
ни
ем
надработки
достигается
при
соответствуюшей
в е
личине
опережения
изменение
характера
разрушения
выработок (наиболее
опасное
разрушение
по
критерию
(103)
переводится
в
менее
опас
ное
разрушение
по
(102)].
Из
рассмотренной
схемы
также
очевидно,
что
для
подготовитель
ных
выра50ТОК,
расположенных
в
почве
очистного
пространства,
ха
рактерны
условия,
близкие
к
двухстороннему
горизонтальному
сжа
тию.
,
Это
связано
с
тем,
что
вертикальные
напряжения
в
почве
по
лучают
разгрузку
за счет
влияния
очистного
пространства,
горизон
тальные
ЖЕ>
тектонические
напряжения
здесь
увеличиваются
опять
таки
за
счет
влияния
очистного
пространства.
Этим
объясняется,
в
частности,
достаточно
резкое
усиление
интенсивности
разрушений,
набпюдаюшееся
в
"ровле
выработок,
расположенных
в
днишах
бло
ков
на
Кировском
руднике
в
Хибинах.
Данное
ограничение
необхо-
11
8
дим
о
иметь
в
виду при
обосновании
решений
о
применении
предва
рительной
надработки
в
условиях
действия
высоких
горизонтальных
напряжений.
Характерным
также
является
смещение
на
некоторый
угол
138
зоны
максимальных
концентраций
напряжений
из
кровли
выраБОток
в
сторону
сопряжения
кровли
с
одной
из
стенок.
Исследования
по
казывают,
что
асимметричное
смешение
имеет
закономерный
ха
рактер
и
происходит
в
сторону,
обрашенную
к
очистному
простран
ству
(рис.
48).
Закономерность
такого
асимметричного
смешения
согласуется
с
результатами
аналитического
изучения
распределе
ния
напряжений
под
влиянием
склона
горы
(рис.
3 7 ) •
Для
аналитического
учета
асимметричного
смешения
зоны
мак
симальных
ко
нцентраций
напряжений
()
е
формула
(96)
примени
тельно
к
очистным
пространствам
приобретает
следуюший
вид:
где
6":1)
и
6!:1
-
напряжения
возле
очистного
пространства
в
зоне
предполагаемого
расположения
подготовительной
или
транспортной
выработки;
е
-
угол,
которым
определяется
положение
рассматри
ваемой
точки
на
контуре
выработки
(от
горизонтали
против
часо
вой
стрелки);
j3
G -
угол
отклонен~я
от
горизонтали
и
вертикали
наибольших
главных
напряжений
6'1
и
62.
в
зоне
влияния
очист
ного
пространства.
Учет
этой
закономерности
асимметричного
отклонения
важен
при
обосновании
одностороннего
расположения
ко~струкций
пересе
каюшижся
выпускных
и
доставочных
выработок
в
днишах
блоков.
Новый
принцип
управления
горным
давлением
[116]
с
при
мене"
нием
верт~кальных
шелей
для
разгрузки
напряжений
необходим
именно
для
условий
высокой
горизонтальной
напряженности
пород.
При
этом
повышение
устойчивости
выработок
достигается
за счет
управляемого
снижения
напряжений
и
использования
высокой
при
родной
прочности
И
монолитности
напряженных
массивов.
Размеры
участков
·
разгруженного
массива
опредеЛяются
длиной,
высотой
разгрузочных
шелей
и
расстоянием
между
ними
[7,
9J.
Ширина
шели
выбирается
исходя
из
упругости,
напряженности
и
объема
разгружаемого
массива.
Наибольший
эфрект
разгрузки
горизонталь
ных
напряжений
достигается
при
расположении
экранируюших
плос
костей
щелей
по
нормали
к
вектору
напряжения
Т.
Применение
разгрузочных
щелей
позволяет
или
полностью
предотвратить
про
цесс
разрушения
или
коренным
образом
изменить
его
характер,
переведя
в
наименее
опасный
процесс
потери
устойчивости
с
зату
хающей
скоростью
разрущений
[критерий
(102)].
Таким
образом,
принципы
дифt>eренцированного
подхода
при
вы
боре
конструктивных
элементов
систем
разработки
в
напряженных
массивах
заключаются
в
следующем:
-
в
низконапряженных
массивах
целесообразно
применение
над
работки
с
соответствуюweй
величнной
опережения;
119