книги / Горное давление, сдвижение горных пород и методика маркшейдерских работ. Общие методические положения комплексного исследования проблем горной геомеханики

напряженно-деформированного состояния и несущей способности целиков различной формы, размеров и назначения [19]. При ре­ шении первой задачи на моделях должна воспроизводиться значи­ тельная область толщи пород над пластом. Замена части толщи «компенсирующей» пригрузкой допустима лишь на расстоянии от пласта не менее двух размеров выработанного пространства между участковыми (барьерными) целиками. При Исследовании ленточ­ ных целиков допустимо использование плоских моделей (на боль­ ших глубинах со «стяжками»); при исследовании же квадратных, круглых и других ограниченных размеров целиков необходимо при­ менение объемных моделей. Выбор масштаба моделирования зависит от решаемой задачи и методики проведения исследований.

При решении второй задачи одним из наиболее актуальных воп­ росов является изучение устойчивости пород кровли в очистных вы­ работках в зависимости от влияния основных горногеологических факторов. Здесь необходимо воспроизведение на моделях весьма близкого подобия прочностных, деформационных и структурных свойств пород кровли различного состава, а также условий разру­ шения краевых частей пласта. Поэтому масштаб моделирования должен быть порядка 1:20— 1:40. При моделировании выработок типа камер должна воспроизводиться толща пород кровли на высоту не менее 3—5-кратной их ширины. Исследования для камер с дли­ ной свыше 4—5-кратной их ширины могут проводиться на плоских моделях,' а камер меньшей длины — на объемных моделях.

При решении третьей задачи необходимо детальное воспроизве­ дение на моделях прочностных, деформационных и структурных свойств пласта. Поэтому масштаб моделирования должен быть не менее 1:10— 1:20. Другим методическим требованием к исследо­ ваниям является обеспечение подобия взаимодействия целика с боковыми породами и условий его нагружения. При обеспечении указанных требований нагружение целиков может производиться пригрузочными устройствами различного типа (прессы, грузы и т. п.). Для ленточных целиков исследования могут проводиться на плоских моделях со «стяжками».

Наибольшие сложности исследований на моделях из эквивален­ тных материалов создаются применительно к разработке мощных пластов. Здесь большинство задач принципиально может быть ре­ шено только на объемных моделях с воспроизведением на них зна­ чительного участка пласта и толщи пород. Сложность исследова­ ний на объемных моделях при разработке мощных пластов заклю­ чается в том, что на моделях мелких масштабов практически невоз­ можно воспроизведение конструктивных и технологических особен­ ностей изучаемой системы разработки и свойств пласта и пород. Также очень большие трудности здесь представляют измерения де­ формаций, разрушений и перемещений пласта и вмещающих пород

250

и их взаимодействия с крепью. Создание же моделей крупных мас­ штабов с воспроизведением значительного участка толщи представ­ ляет значительные техническйе трудности и требует больших затрат труда и времени. Поэтому, исходя из необходимости воспроизведения на моделях прочностных, деформационных и структурных свойств пласта и пород и особенностей изучаемой системы, применительно к разработке мощных пластов приходится заменять часть толщи пород «компенсирующей» пригрузкой, а также проводить некоторые исследования на плоских моделях. Чтобы избежать принципиальных ошибок, методика исследований на моделях должна основываться на результатах шахтных исследований, в результате которых уста­ новлены основные черты процессов. Таким образом, исследования на моделях должны ставиться как составная часть комплексных исследований.

В качестве примера постановки исследований на моделях для решения ряда частных задач горной геомеханики в очистных выра­ ботках могут быть рекомендованы работы [8, 27 и др.].

		ЛИТЕРАТУРА
1.	А в е р ш и н	С. Г. Горные удары. Углетехиздат, 1955.
2.	А к и м о в	А. Г. и др. Сдвижение горных пород при подземной

разработке угольных и сланцевых месторождений. Изд-во «Недра», М„ 1970.

3. А р д а ш е в К. А. Изучение на моделях устойчивости угольного забоя при разработке мощных крутопадающих пластов. Труды ВНИМИ, сб. 36, Л., 1959.

4. А р д а ш е в К. А. Исследование силовых и кинематических ус- •ловий работы щитовых крепей с шатровым перекрытием? ЦИТИ угля,

ТЭУ, № 3, Углетехиздат,	1959.
5. А р д а ш е в К. А.	Методика исследований влияния глубины на

проявление горного давления при щитовой системе в Кузбассе. Труды

ИГД СО АН СССР, сб. 10, 1962.

6. А р д а ш е в К- А. Методика комплексных исследований влияния глубины на проявление горного давления при разработке угольных пластов Прокопьевске-Киселевского месторождения Кузбасса. Труды ИГД СО АН СССР, сб. 19, 1964.

7. А р д а ш е в К- А. Управление горным давлением при разработке тонких и средней мощности угольных пластов наклонного и крутого

падения. Кемерово,	1967.
8. А р д а ш е в	К. А. и др. Совершенствование управления горным
давлением. Изд-во «Недра», М., 1967.
9. А р д а ш е в	К- А., Ш и к В. М. О предварительном расчете нару­

шения сплошности пород при проведении горных выработок. Труды ВНИМИ, сб. 68, 1968.

10. А р д а ш е в К- А., Ша л ы г и н А. С. Требования к системам

разработки	с закладкой для сы&мки целиков на мощных крутых плас­
тах. Труды	ВНИМИ, сб. 76, 1970.
П, Б а р е н б л а т т		Г. И., Х р и с т и а н о в и ч С. А. Об обруше­
нии кровли при горных		выработках. Изв. АН СССР, ОТН, 1965, № 11.

251

12.	Б о р и с о в	А. А. Расчеты		горного давления в лавах пологих
пластов. Изд. «Недра»,			1964.	Направления экспериментального
13.	Б о ч к а р е в	В.	Г. и др.

исследования проявлений горного давления в очистных выработках

угольных шахт. «Уголь», 1951, № 2.		однородной
14. Б о ч к а р е в	В. Г. О горизонтальном распоре в
многослойной кровле над лавой. Труды ВНИМИ, сб. 53, Л.,		1964.
15. Б о ч к а р е в	В. Г. О силовом взаимодействии крепи с кровлей
в лавах. Труды ВНИМИ, сб. 68, Л., 1968.
16. Б у б л и к Ф. П. и др. Проявление горного давления при раз­
работке пласта III на шахте «Томь-Усинская 1—2» камерно-столбовой
системой. Сб. «Вопросы горного дела», Госгортехиздат, 1962.
17. Б у б л и к Ф. П. и др. Рациональное расположение		выработок

в слоях при разработке мощных пластов с применением комплексов типа КТУ. «Технология добычи угля подземным способом», ЦНИЭИуголь, 1968, № 10.

18. Б у б л и к Ф. П. и др. Исследование основных параметров ка­ мерно-столбовой системы разработки на шахте «Томь-Усинская 1—2», Труды ВНИМИ, сб. 64. 1968.

19. Б у б л и к Ф. П. Результаты исследований несущей способно­ сти целиков. Труды ВНИМИ, сб. 76, 1970.

20.	В а с и л ь е в	П. В. и др. Управление кровлей на пологих плас­
тах. Госгортехиздат,		1962.
21.	Вопросы теории горного давления. Сб. переводов, Госгортехиз­
дат, М., 1960.		Ф. Н. Экспериментальное изучение устойчивости
22.	В о с к о б о е в

обнажений боковых пород при разработке крутых пластов без креп­ ления очистных забоев. «Уголь», 1966, № 2.

23. В о с к о б о е в Ф. Н., Юдин Р. Э. Комплексный метод изучения горного давления и взаимодействия механизированных оградитель­ ных крепей с закладкой и боковыми породами при безлюдной выемке крутых угольных пластов. Труды ВНИМИ, сб. 66, Л., 1966.

24.Временные технические условия на проектирование металли­ ческих индивидуальных, комплектных и агрегатных крепей для. по­ логих пластов Кузбасса. Изд. ВНИМИ, Л., 1961.

25.Г л у ш и х и н Ф. П. О блочном разрушении кровли в лавах. Труды ВНИМИ, сб. 54, 1964.

26.	Г м о ш и н с к и й В. К. Горное	давление на	пологий угольный
пласт в окрестностях выработки. Уголь, 1957, № 6.			(под общей редак­
27.	Горное давление на мощных крутых пластах
цией Т. Ф. Г о р б а ч е в а ) . «Наука», Сибирское отделение, 1967.
28.	Г р и ц к о Г. И., В л а с е н к о	Б. В. Изменение напряженного

состояния горного массива при отработке угольных пластов. Физикотехнические проблемы разработки полезных ископаемых, 1966, № 6.

29. Д а в и д ян ц В. Т., К о з е л е в Г. Л. Исследование проявлений горного давления в очистных забоях при новых видах крепей. М., Гос­ гортехиздат, 1960.

30. Д а в и д я н ц В . Т. Работы ДонУГИ за 20 лет по вопросам управ­

ления горным давлением, МУП УССР, Донецк, 1968.	средств	уп­
31. Д а в и д я н ц В. Т. Совершенствование способов и
равления кровлей на шахтах Донбасса. Изд-во «Недра», М., 1969.		под­
32. Д И И н и к А. Н. и др. Распределение напряжений	вокруг

земных выработок. Труды совещания по управлению горным давле­

нием. Изд. АН СССР, 1937.	и наклонных
33. Д м и т р и е в С. И. Разработка мощных крутых
пластов с применением гибких покрытий. Госгортехиздат,	1962.

252

34.ДонУГИ. Инструкция по управлению кровлей на крутых плас­ тах Донецкого бассейна. ЦБТИ, Донецк, 1962.

35.За п р е е в С. И. Исследование работы гибкого перекрытия при

применительно к условиям Подмосковного бассейна. Автореферат дис­ сертации. МГИ, М., 1970.

38. 3 и г л и н Л. А. Исследование и разработка технологии и средств комплексной механизации выемки пологих пластов средней мощности применительно к условиям Подмосковного бассейна, автореферат дис­ сертации МГИ, М., 1970.

39. И в а н о в К. И. Исследования для установления основных па­ раметров системы разработки при выемки угля без крепления. Сб. «Безлюдная выемка угля», ЦНИИТЭИугля, 1965.

40.Исследование взаимодействия механизированных крепей с кровлями в очистных выработках. Труды ВНИМИ, сб. 73, Л., 1969.

41.Исследования горного давления применительно к механизи­ рованным крепям. Углетехиздат, 1954.

42. К р у п е и н и к о в Г. А. О выборе методов, расчетных схем и исходных данных при аналитическом исследовании проявлений гор­ ного давления. «Уголь», 1958, № 7.

43.	К р ы л о в	В. Ф.,	Б у б л и к Ф. П. Проявление горного давления
при разработке		пласта	I I I на шахте № 1—2	«Томь-Усинская», Сб.
ЦНИИТЭИугля «Гидравлическая добыча угля»,				1963, № 7.
44.	К у з н е ц о в Г.		Н. Определение полной	несущей способности

кровли подземных выработок. Труды ВНИМИ, сб. 22, Углетехиздат, 1950.

45. К у з н е ц о в -	Г.	Н. И ссл едован и е	деф орм ац и й	и	давлений, в о ­
зникаю щ их в м ногослойной консоли и			взаи м одей стви е		ее с крепью .
Труды В Н И М И , сб. 43,		1961.		предельных со­
47. К у з й ё ц о в	Г.	Н. Графические методы оценки

стояний трещиноватого массива вокруг горных выработок. Доклады Всесоюзной конференции по механике горных пород. Кольск. филиал

АН СССР, Апатиты,		1970.
48. К у з н е ц о в		С. В. Некоторые закономерности и соотношения,
определяющие	посадку		лавы. „Физико-технические проблемы разра­
ботки полезных	ископаемых." 1965, № 5.
49. К У з и е ц о в		С.	Т., Г л у ш и х и н Ф. П. Изучение механизма

разрушения слоев кровли над рабочим пространством очистной вы­ работки. Труды ВНИМИ, сб. 43, Л., 1961.

50. К у з н е ц о в С. Т. и др. Проявления горного давления в очист­ ных выработках при применении механизированных крепей. Изд. «Недра», 1966.

51. К у з н е ц о в С. Т., Д у н а к Ю. Н. Изучение трещиноватости в кровлях угольных пластов. ЦНИЭИугля, Технология добычи угля под­ земным способом, 1967, № 9.

52.	К у з н е ц о в	С. Т. К расчету	устойчивости толщ осадочных по­
род. Труды ВНИМИ, сб. 68, Л., 1968.
53.	К у з н е ц о в	С. Т. Исследование закономерностей разрушения

и взаимодействия пород с крепями очистных выработок на пологих угольных пластах. Труды ВНИМИ, сб. 76, 1970.

54. К у к с о в Н. И. Исследование несущей способности и устойчиво­ сти при обнажении закладочного массива. Сб. «Вопросы горного давле­ ния», № 9, ИГД СО АН СССР, 1961.

55.Л а б а с е А. Управление кровлей посредством обрушения. Угле­ техиздат, 1957.

56.Л и б е р м а н Ю. М. К вопросу об опорном давлении впереди

очистного забоя. Физико-механические свойства, давление и разруше­ ние горных пород. Вып. I, Изд. АН СССР, М., 1962.

253

57. Ма р е в и ч Н. В., Р о м а н о в А. В. Предварительные результа­ ты наблюдений горного давления на крепь из монолитного железобе­ тона при .щитовой системе разработки с закладкой. Сб. «Вопросы гор­ ного давления», Изд. СО АН СССР, № 7, I960.

58. Математические методы в горном деле. Ч. II, Изд. СО АН СССР,

1963.

'59. М а т в е е в В. А. Исследование процессов деформации пород кровли на пологопадающих пластах при работе с обрушением в усло­ виях Донецкого бассейна. Автореферат диссертации. Новочеркасский политехнический институт им. С. Орджоникидзе, 1957.

60. М а т в е е в В.	А. Об определении характера возможных дефор­
маций горных пород	вокруг горных выработок. Сб. « Исследование

горного давления», Госгортехиздат, 1960.

61. Методическое пособие по выбору, расчету и установлению оптимальных параметров перекрытий механизированных крепей. Изд. ВНИМИ, Л., 1969.

62.Методическое пособие по изучению слоистости и прогнозу расслаиваемости осадочных пород. Изд. ВНИМИ, Л., 1967.

63.Методическое пособие по определению напряжений в метал­ лических конструкциях шахтных крепей с помощью фотоупругих дат­

чиков с визуальным отсчетом. Л., изд. ВНИМИ, 1968.

64.Методическое пособие по определению основных параметров систем разработки с гидромеханизацией в условиях пологих пластов. Изд. ВНИМИ, Л., 1967.

65.Методическое пособие по определению основных параметров систем разработки с короткими забоями для пологих пластов Кузбас­ са. Изд. ВНИМИ, Л., 1965.

66.Механика горных пород и маркшейдерское дело. Углетехиздат,

1959.

67. Ми р о н о в и ч	М. И. и др. Применение прибора УДС для съе­
мок, производящихся	с целью определения потерь и оазубоживания

руды. Труды ВНИМИ, сб. 58, 1966.

68. Общая методика научно-исследовательских работ по. теме «Исследование горного давления и его изменений в связи с переходом горных работ на нижние горизонты в условиях Прокопьевско-Киселев- ского района Кузбасса», Сб. «Вопросы горного давления», Изд. СО АН

СССР, № и. 1962.

69. Орл о в А. А., С а д ы к о в Н. М. Новый самописец для измере­ ния скоростей опускания кровли. Сб. ЦИТИ № 5, 1959.

70. Орлов А. А. Классификация состояния кровли в очистных вы­ работках. «Уголь», 1967, № 4.

71. Орлов А. А., Б а р а н о в С. Г. Возможные ошибки измерений по глубинным реперам при изучении деформирования пород. Сб. ВНИМИ, № 68, 1968.

72. Ор л о в А. А., Ял ыше в Э. И. Взаимодействие перекрытий механизированнных крепей с кровлей. Труды ВНИМИ, сб. 76, 1970.

73. П е т у х о в И. М., В о с к о б о е в Ф. Н. Опыт изучения проявле­ ний горного давления в массиве методом глубинных реперов. ЦНИЭИ угля, 1968.

74.Пути совершенствования систем разработки мощных пластов. Углетехиздат, 1959.

75.Расчет границ защищенных зон (методические указания). Изд. ВНИМИ, Л., 1969.

76.Руководство по проведению мероприятий для предотвращения прорывов глинистых грунтов в действующие горные выработки уголь­

ных шахт Кузбасса. Изд. ВНИМИ, 1964.

254

77.	Р у п п е н е й т К-		В. Некоторые вопросы механики горных по­
род. Углетехиздат,		1954.
78.	С а д ы ков	Н. М. Классификация состояния почвы в очистных
выработках. Труды ВНИМИ, сб. 68, 1968.
79.	С а м о х в а л о в		Ю. Л. и др. Новые самопишущие приборы для

исследования гидрофицированных крепей. Научные сообщения ИГД им. А. А. Скочинского, вып. 25, 1965.

80.	Сл е е а ре в	В. Д. Определение оптимальных размеров це­
ликов различного назначения. Углетехиздат, 1948.
81.	Сл е е а ре в	В. Д. Управление горным давлением при разра­
ботке угольных пластов Донецкого бассейна. Углетехиздат, 1952.
82.	С м и р н о в	М. В., Гл у ш и х и н Ф. П. Новый способ изуче­

ния трещинообразования в массиве горных пород. «Технология и эко­

номика угледобычи»,	1961, 9.
83. Т р у м б а ч е в	В. Ф., М е л ь н и к о в Е. А. Распределение на­

пряжений в междукамерных целиках и потолочинах. Углетехиздат, 1961.

84.Ш а л ы г и н А. С. Результаты шахтных наблюдений за прояв­ лениями горного давления при разработке мощных крутых пластов наклонными слоями с закладкой. Труды ВНИМИ, сб. 34, Госгортехиздат, 1960.

85.Ш ев я ков Л.'Д. О расчете прочных размеров и деформаций целиков. Известия АН СССР, ОТН, 1941, № 7—9.

86. S c h u l z F. Untersuchungen fiber die Dimensionen der Sicherheitspfeiler. «Zeitschr. fur das Berg-Hfitten und Solinenwesen im Preussichen Staate», 1867, s. 86.

Г л а в а VIII

МЕТОДИКА КОМПЛЕКСНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЯВЛЕНИИ ГОРНОГО ДАВЛЕНИЯ ПРИ РАЗРАБОТКЕ РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИИ

$ 31. Особенности проявлений горного давления и задачи исследований

Горногеомеханические процессы, сопутствующие подземной раз­ работке рудных месторождений, в своей сущности аналогичны про­ цессам при разработке угольных месторождений. Однако, есть и ряд принципиальных отличий, обусловленных особенностями этих месторождений.

1.Связь большинства рудных месторождений с процессами магматизма и метаморфизма, вследствие чего рудные тела и вме­ щающие породы часто не имеют отчетливо выраженной слоистости.

2.Многообразие форм и размеров рудных тел. Морфологически рудные тела разделяются на пластообразные, пластовые, столбо­ образные, линзообразные, жильные, штокообразные, гнездообраз­ ные. Мощности рудных тел колеблются от десятков сантиметров до десятков и сотен метров. При этом нередки случаи, когда мощность

иугол падения одного рудного тела колеблется в широких пределах.

3.Широкий диапазон физико-механических свойств руд и вме­ щающих пород от сыпучих и глинообразных до весьма крепких пород.

4.Интенсивная тектоническая нарушенность и трещиноватость и, как следствие, резкие различия механических свойств элементар­ ного блока и массива.

5.Неравномерность оруденения, наличие безрудных зон, создаю­ щих прерывистость и сложную конфигурацию очистных выработок.

6.Большая ценность ряда полезных ископаемых, вызывающая стремление максимального извлечения их из недр.

7.Многообразие систем подземной разработки рудных место­ рождений. Ряд крупных месторождений разрабатывается одновре­ менно открытым и подземным способами.

Множество систем разработки предопределяет многообразие способов управления горным давлением: рудными или искусствен­ ными целиками; целиками и магазинированной рудой; целиками и крепью; крепью; закладкой; закладкой и крепью; обрушением.

При любой системе разработки месторождений горное давление проявляется в изменении напряженно-деформированного состояния

256

ее конструктивных элементов: рудных или искусственных (например, бетонных) целиков, потолочин, днищ камер или блоков, боковых пород, пород непосредственной кровли, вышележащих породных толщ и др.

Процессы изменения механических состояний элементов боль­ шинства систем разработки протекают, как правило, медленно, вследствие постепенного создания обнажений пород в массиве. При системах с обрушением эти изменения могут происходить с большими скоростями, вследствие быстрого перемещения отделив­ шихся от массива породных масс. Другим неизбежным источником быстро протекающих процессов в элементах систем являются взры­ вы шпуровых, скважинных и минных зарядов В.В.

О с н о в н о й г о р н о г е о м е х а н и ч е с к о й з а д а ч е й при очистной выемке на рудных месторождениях следует считать науч­ ную разработку методов определения рациональных способов и параметров управления горным давлением, обеспечивающих безо­ пасность горных работ, максимальную эффективность разработки при наименьших потерях полезного ископаемого.

Исследования проводятся в следующих направлениях: детальное изучение геологического строения, тектоники и тре­

щиноватости руд и пород, с установлением морфологических и струк­ турных особенностей месторождения в целом или отдельных его участков;

изучение физико-механических свойств руд и пород в лаборатор­ ных и натурных условиях, с целью получения исходных данных для расчета конструктивных элементов систем; исследование факто­ ров, влияющих на прочностные и деформационные свойства пород в массиве;

исследование напряженно-деформационного состояния элемен­ тов систем разработки;

изучение процессов обрушения и сдвижения вмещающих пород при системах с обрушением, а также закономерностей проявления давления обрушаемых пород на днища блоков;

исследование закономерностей опорного давления на рудный массив при различных системах разработки;

исследование методами моделирования отдельных сторон горногеомеханического процесса применительно к подземной разработ­ ке рудных месторождений;

создание теоретических представлений о действующих горногеомеханических процессах; разработка расчетных методов опре­ деления рациональных способов и параметров управления горным давлением при очистной выемке рудных залежей.

К настоящему времени выработаны следующие п р е д с т а в л е ­ ни я о п е р е д а ч е д а в л е н и я на е с т е с т в е н н ы е м е ж д у - к а м е р н ы е ц е л и к и , я в л я ю щ и е с я о с н о в н ы м и э л е м е н ­ т а м и к а м е р н ы х с и с т е м р а з р а б о т к и .

257

При размерах выработанного рудного поля, ширина которого

вплоскости пластообразной рудной залежи превышает глубину разработки, на целики в центральной части поля передается на­ грузка от полного веса налегающей толщи пород [17, 27, 57 и др.].

Другое представление о механизме передачи давления на междукамерные целики заключается в том, что, если при отработке место­ рождения оставлять широкие (барьерные) целики, а между ними значительно меньшие по размерам междукамерные целики, то за счет большей податливости междукамерных целиков нагрузка на последние может передаваться не от полного веса налегающей толщи пород, а лишь от некоторой его части.

Податливость целиков при такой схеме определяется механи­ ческими и структурными особенностями рудного тела, соотношени­ ем размеров целиков, величиной нагрузки на на них. На податли­ вость целиков в крепких и весьма крепких рудах существенное влия­ ние могут оказывать включения слабых и пластичных прослойков.

Вкрепких рудах, не имеющих включений слабых прослойков, более частое подтверждение находит первая схема передачи на­ грузок на целики.

Напряженное состояние междукамерных целиков зависит от мно­ гих факторов. Распределение напряжений в целиках определяется

восновном соотношением их геометрических размеров. В целиках

сотношением высоты к ширине- ^ - > 1 в средней по высоте части

напряжения распределены сравнительно равномерно. При этом це­ лики— столбы оказываются под действием близкого к одноосному, а ленточные целики — близкого к плоскому напряженно-деформиро­

ванному состоянию. В целиках с- отношением 1 образуется

ядро всестороннего сжатия, увеличивающее их несущую способ­ ность.

Механизм деформирования слоистой кровли в очистных камерах характеризуется последовательным процессом развития деформа­ ций отдельных стГбев или их пачек в виде прогиба и связанного с ним расслоения пород. Работу слоистой кровли принято рассматри­ вать как изгиб слоистой балки или плиты под действием собствен­ ного веса и пригрузки вышележащих слоев [6, 21, 49].

Работа неслоистой кровли чаще всего рассматривается с пози­ ций гипотезы свода давления [40, 41].

Опорное давление на призабойный массив при системах с обру­ шением возникает в результате зависания налегающих пород над выработанным пространством. Коэффициент концентрации и об­ ласть распространения опорного давления зависит от глубины раз­ работки, мощности налегающей толщи пород и физико-механиче­ ских свойств рудного тела.

258

Значение максимального коэффициента концентрации напряже­ ний находится в пределах 2—5. Податливость призабойной части рудного массива, обусловленная сильной трещиноватостью иди сла­ быми и пластичными прослойками и др., снижает концентрацию, но увеличивает ширину зоны опорного давления [1, 14]. Снижение опорного давления обеспечивается созданием условий планомер­ ного обрушения пород над выработанным пространством, для чего в практике стремятся по возможности к прямолинейной линии фрон­ та очистных работ, а шаг подвигания очистного забоя принимают равным или кратным шагу естественного обрушения пород [23].

При определении давления обрушенных пород и руды на днища блоков используют методы статики сыпучей среды [24].

Существующие представления о разрушении междукамерных це­ ликов и кровли камер от сейсмического действия взрывов базируют­ ся на теории отражения волны напряжений от свободной поверх­ ности [63]. Теоретические и экспериментальные исследования усло­ вий* разрушения твердых материалов волнами напряжений, прове­ денные в СССР и за рубежом, показывают, что трещины возни­ кают на некоторой глубине от свободной поверхности в том месте, где величина растягивающих напряжений, образующихся при отра­ жении волны сжатия, превышает предел прочности материала на разрыв.

Нарушения междукамерных целиков и кровли камер под дей­ ствием отраженной волны с одной фазой возникают только при массовых взрывах глубоких скважин, возбуждающих в массиве волны сжатия с высокими напряжениями.

При взрывах шпуровых зарядов с небольшим весом ВВ в поро­ дах распространяются короткие волны с растягивающими напря­ жениями в хвосте, величина которых почти равна напряжениям сжатия в передней части волны. В этом случае разрушение обус­ лавливается величиной напряжений растяжения, образующихся при интерференции напряжений в отраженной волне с напряжениями растяжения в хвостовой части падающей волны. Аналогичные на­ рушения при интерференции напряжений происходят в случае на­ личия границ раздела акустически разнородных сред и свободной поверхности.

В разработке описанных выше представлений по проблеме боль­ шую роль сыграли многоплановые исследовательские работы со­ ветских (ВНИМИ, НИГРИ, КГРИ, ВНИИЦветмет, УНИпромедь, ИГД Чермег, ЛГИ, МГИ, ИФЗ АН СССР, ИГД АН Каз. ССР, Институт физики и механики горных пород АН Кирг. ССР и др.) и зарубежных (ГДР, Франция, Швеция, США и др.) специалистов [2, 14— 19, 36, 48—52, 62—65 и др.].

Ф а к т о р ы , в д и я ю щ и е на х а р а к т е р п р о я в л е н и й г о р н о г о д а в л е н и я п р и д о б ы ч е п о л е з н ы х и с к о п а е ­ мы х, м о ж н о р а з б и т ь на две группы:

259