НАПРЯЖЕННОЕ СОСТОЯНИЕ МАССИВОВ ВОКРУГ ОЧИСТНОЙ КАМЕРЫ С ПРЯМОУГОЛЬНЫМ СЕЧЕНИЕМ (СООТНОШЕНИЕ СТОРОН = 5:1)

Abstract

В массивах вокруг очистных камер в процессе отработки месторождений зачастую происходят внезапные разрушения горных масс, горные удары и выбросы пород в очистные камеры. Названные явления приводят к травмам и гибели людей, причиняют огромный материальный ущерб. В этой связи определение напряженного состояния массивов вокруг очистных камер как предварительный этап прогноза возможных процессов разрушений массивов является актуальной научно-практической задачей. Создана и апробирована аналитическая модель напряженного и деформированного состояния вокруг камер с прямоугольным поперечным сечением, задача решена для камер с соотношением сторон 5:1. Процессы расчета полей напряжений и построение поверхностей напряжений выполнено в программной среде Mаtcаd для двух вариантов действия сил. Первый вариант решен при действии силы гравитации, когда камера расположена на глубине у = 400 м. В этом случае Sx = 50 МПа; Sy = 100 МПа. Во втором случае кроме гравитационных сил учтено действие тектонической силы Тх = 40 МПа. Посредством расчетов контурных напряжений показано, что возникают значения сжимающих напряжений до 741 МПа в зонах, где стенки и кровля камеры сопряжены. В средней части кровли возникают растягивающие напряжения, достигающие 47 МПа. Это обусловливает образование вертикальных трещин в кровле камеры, так как горные породы обладают слабой сопротивляемостью к растяжениям. При совместных действиях гравитационных и тектонических сил величины растягивающих напряжений уменьшаются почти в 2 раза. Наличие четырех зон концентрации всех компонентов напряжений вокруг камеры и зон растяжений в средней части кровли камеры указывает вероятные зоны разрушения горных пород вокруг камеры (отношение сторон, равное 5:1). Для прогноза вероятных зон разрушения горных пород вокруг камер необходимо исследовать вариации глубин заложений и отношений сторон камеры