Пройденной в напряженном горном массиве

Первопричиной проявления горного давления является напряженное состояние породного массива, окружающего горную выработку.

В упругой крепкой породе радиальное давление на контуре выработки снижается до нуля. Смещение породы в выработку можно принимать за упругое (рис.42). Выделяемая энергия недостаточна для разрушения породы и обнажение породы в выработке остается устойчивым.

При недостаточно крепкой породе давление на контуре выработки в зависимости от величины смещения породы в эту выработку меняется по довольно сложному закону. Качественная картина развития давления на контуре выработки приведена на рис.42.

Рис. 42. Давление на контуре выработки в крепкой породе:

σ – напряжение в нетронутом массиве, ε – смещение от упругого

расширения породы в выработку; W_R –выделяемая энергия

Рис.43.Давление на контуре выработки теряющей устойчивость:

1 – давление упругого (без разрушения) расширения породы в выработку; 2 – давление при расслоении породы; 3 – давление отвеса разрушенной породы; σ ₀ – напряжение в нетронутом массиве; ε ₀ – смещение от упругого расширения породы; ε _c – смещение с отрывом породы от массива

(образование свода разрушенной породы); 4 – суммарное давление

Упругое расширение породы в выработку происходит очень быстро (со скоростью звука в породном массиве), управлять им мы практически не имеем возможности. Поэтому управляемое давление, развиваемое на контуре выработки, можно считать состоящим из двух частей:

1)давление при расслоении породного массива;

2)давление от веса отделившейся от массива породы.

Давление при расслоении породы снижается с ростом величины смещения породы в выработку (с увеличением толщины разрушенного слоя породы) из-за нарастающей силы трения внутри разрушенного слоя породы.

Давление от веса разрушенной породы растет с увеличением смещения породы в выработку (с увеличением толщины слоя разрушенной породы), но темп роста этого давления резко снижается и величина давления приближается к постоянному значению. Давление может стать постоянным очень быстро при образовании свода естественного равновесия. Как видно из рис.43, давление на контуре выработки сначала падает, а затем растёт с ростом смещения породы в выработку.