Влияние напряженно-деформированного состояния пород на устойчивость их обнажений в горных выработках

Обобщение результатов исследований, проведенных в Донбассе на глубинах от 400 до 1200 м, позволяет предложить для оценки устойчивости выработок безразмерный параметр

,

где:

γ – средний (до поверхности) объемный вес пород;

Н – глубина расположения выработки;

R – прочность вмещающих выработку пород на простое (одноосное) сжатие.

Обнажение пород в кровле выработки устойчиво при К < 0, 25 + 0, 3 и неустойчиво при

.

Для рудников Кривого Рога НИГРИ рекомендует значение , при котором обеспечивается устойчивость выработок.

На рудниках ЮАР рудо- и породоспуски диаметром d = 2, 13 м и длиной до 100 м проходятся бурением по всей площади забоя, угол наклона выработок составляет 90–55° при углах падения пород до 35°.

Из решения упругой задачи оценка устойчивости выработок ведется по трем критериям:

– первый основан на теории Кулона-Мора в предположении, что все напряжения сжимающие, а породы монолитные. Для стенки выработки устойчивость обеспечивается при значении

;

– второй критерий оценивает появление сдвига по плоскостям трещин. Устойчивость выработки обеспечивается при значении

;

– третий критерий определяет появление трещин от растягивающих напряжений. Устойчивость выработки нарушается при значении

,

где:

– максимальное главное напряжение;

– угол внутреннего трения;

– сцепление;

и – нормальное и касательное напряжения на плоскости трещины;

и – сцепление и угол трения на плоскости трещины;

– минимальная главная деформация;

– предельная деформация.