Горное давление в лавах

 

В нетронутом массиве породы находятся в состоянии напряженного равновесного состояния, при этом вертикальное напряжение пород (σ _в) определяется по формуле:

                                                                                                             (8.3)

 

где γ  − средний объемный вес пород, кН/м³;

    Н – расстояние от земной поверхности, м.

 

После проведения очистной или подготовительной выработки равновесное состояние пород нарушается и в массиве, окружающем выработку, возникают силы, которые называют горным давлением.

По сравнению с капитальными и подготовительными выработками проявление горного давления в лавах обуславливается постоянным изменением поля напряжений вокруг очистного забоя из-за непрерывного его движения вдоль выемочного столба. При этом в окружающем очистной забой массиве вначале развиваются деформации больших объемов пород, а затем процессы обрушения кровли.

135

Наиболее распространенной гипотезой развития горного давления в лавах на пологих пластах является гипотеза консольной плиты (рисунок 8.2). Эта гипотеза предполагает поддержание слоистых пород над рабочим пространством главным образом за счет связи с неподработанными породами.

 

              

 

Рисунок 8.2 – Схема к гипотезе консольной плиты

 

Горное давление делят на первичное и вторичное. Первичное связано с породами непосредственной кровли и действует на крепь в пределах рабочего пространства очистных забоев, вторичное создается основной кровлей и передается за пределы обнажения на породный массив, закладку или на обрушенные породы непосредственной кровли, на которые ложится основная кровля. Гипотеза предполагает, что непосредственная кровля над рабочим пространством поддерживается главным образом за счет связи с неподработанным массивом и как бы представляет собой консоль. Наименьшее давление на крепь наблюдается у основания консоли, то есть у забоя, где она опускается незначительно. По мере удаления от забоя и приближения к свободному концу консоли, то есть границе призабойного пространства, смещение ее увеличивается и давление возрастает.

При очистной выемке кровля периодически обрушается. После обрушения пород горное давление в лаве снижается. По мере дальнейшего подвигания очистного забоя давление снова возрастает и картина повторяется. Расстояние, через которое происходит обрушение кровли называется шагом обрушения. При неустойчивой кровле на угольных пластах шаг обрушения составляет 1-2м, при устойчивой – до 10м.

Для предотвращения значительных деформаций и обрушений пород, обеспечения безопасности труда и создания нормальных условий для осуществления очистных работ в лавах осуществляют комплекс технических мероприятий по управлению кровлей. Наиболее распространенными являются способы управления кровлей полным или частичным обрушением, а также полной или частичной закладкой выработанного пространства.

 

136