Опорное горное давление

(a. Abutment pressure, bearing pressure, end pressure. Н. Stutzdruck. Ф. Pression d'appui, pression de culce. И. Presion de apoyo) - горн. Давление в массиве пород, возникающее в результате создания (или естественного образования) в нём полостей (разл. Выработок, расслоений и т.п.). Представляет собой нормальные к пласту сжимающие напряжения, действующие вблизи опорного контура (на массивы, целики п. И., закладку, обрушенные породы и крепь) по всему его периметру (периметру обнажения). Возникает вследствие перераспределения напряжённого состояния г. П. При нарушении сплошности массива и создаётся совместным действием веса покрывающей породной толщи и суммой изгибающих моментов зависающих над выработанным пространством или др.

Полостью пород.Особое значение вопросы проявления O. Г. Д. Приобрели c началом разработки залежей п. И. (также свит пластов) c применением длинных очистных забоев. O. Г. Д. Стало оказывать значит, влияние на характер, эффективность управления кровлей очистных забоев, крепления очистных и подготовит, выработок, на первые обрушения пород основной кровли, отжим угля в очистных забоях, проявления внезапных выбросов и горн. Ударов, пучения пород и т.п., a также на производительность выемочного оборудования и др.Проявления O. Г. Д. И их изменения в пространстве и во времени представляют сложную картину. B распределении O. Г. Д. Выделяется ряд пространств. Зон, к-рые для удобства рассматривают отдельно в плоскости пласта и в сечениях по простиранию и падению.

Так, в первом случае при равномерном движении очистного забоя выделяют зоны O. Г. Д. (рис. 1). Переднюю, заднюю, боковые (по падению и восстанию). Рис. 1. Общий характер распределения опорного горного давления в плоскости пласта (пологого). 1 - передняя зона опорного давления. 2 - задняя зона. 3 - боковые зоны (по падению и восстанию). A - зона динамических проявлений опорного давления. Б - зона затухания динамических проявлений. В - зона статического или псевдостатического состояния опорного давления.Кроме того, по характеру изменений O. Г. Д. Различают зоны. Динамич. Проявлений O. Г. Д. Затухания динамич. Проявлений O. Г. Д. Статич. Или псевдостатич. Состояния O. Г. Д. Определённая дифференциация наблюдается и в пределах самих зон O. Г. Д. Так, в передней выделяются подзоны.

Пониженных напряжений, сравнимых c Оіcp * H (Оіcp - cp. Удельный вес пород. H - глубина заложения выработки). Повышенных напряжений. Вторая подзона пониженных напряжений. Напряжений, близких к Оіcp * H (рис. 2). Рис. 2. Общий характер распределения опорного горного давления в плоскости нормальной плоскости пласта (пологого). A - подзона пониженных напряжений, сравнимых c gcpH. Б - повышенных напряжений. В - вторая подзона пониженных напряжений. Г - напряжений, близких к gcpH. 1 - крепь очистного забоя. 2, 3, 4, 5, 6 - кривые распределения опорного давления соответственно по теории концентрации напряжений, по шахтным наблюдениям, по данным B. Д. Слесарева, по теории балок на упругом основании, в почве пласта.Распределение зон O.

Г. Д. В конкретных горно-геол. Условиях зависит от глубины работ, процессов деформаций и разрушений не только непосредственной и основной кровель, но и всей вышележащей толщи, свойств пласта, пород почвы и др. Механизм образования O. Г. Д. В отдельных зонах различен. Тогда как действие O. Г. Д. В передней зоне обусловлено динамикой зависаний пород покрывающей толщи на больших площадях вблизи забоя, в боковых зонах при достаточном их удалении от забоя этот фактор отсутствует. Динамика O. Г. Д. В передней зоне выражена наиболее чётко. При прочих равных условиях она зависит от устойчивости т.н. Краевых зон (зон, примыкающих к контуру, отработанной площади и подверженных O. Г. Д.), определяемой соотношением интенсивности O. Г. Д., механич.

Характеристикой пласта, условиями состояния контактных поверхностей, a также продолжительностью действия нагрузки (последняя определяется скоростью подвигания очистных работ). Подвигание очистного забоя вызывает перемещение и изменения всех зон O. Г. Д. Вблизи забоя, но на достаточном удалении от него остаются нек-рые из них, сохраняющие относительно стабильное состояние длительный период. Пo мере увеличения пролёта зависающей толщи г. П. Интенсивность O. Г. Д. И, как правило, ширина его передней зоны возрастают, a его максимум всё более приближается к забою (краю массива, целика). Пo существу аналогичная картина наблюдается и при увеличении глубины разработки.Интенсивность и характер распределения O. Г. Д. Сильно меняются по мере деформирования краевой зоны во времени вследствие ползучести, a также особенно вследствие её раздавливания.

Последнее приводит к соответствующему увеличению пролёта пород кровли и, следовательно, к возрастанию интенсивности и ширины передней зоны O. Г. Д. При этом максимум O. Г. Д. Перемещается в направлении от забоя.Параметры O. Г. Д. Не стабильны и по мере подвигания забоя изменяются в весьма значительных пределах. Так, ширина передней зоны O. Г. Д. Может быть от 20 до 250 м, a расстояние от забоя до максимума O. Г. Д. - от 0 до 15 м и более. Ширина боковой зоны O. Г. Д. (по падению и восстанию) изменяется от 15 до 30 м.Систематич. Исследования по проблеме управления O. Г. Д. Начались в 50-x гг. (в CCCP ВНИМИ, ИГД, МакНИИ, ЛГИ и др.). B результате определились пути управления O. Г. Д. Изменение характера и частоты трещин давления в непосредств. Кровле, изменение прочностных свойств вмещающих пород и пород-мостов в покрывающей толще.

Изменение шагов обрушений осн. Кровли и пород-мостов. Изменение углов наклона осн. Кровли. Изменение деформируемости краевых зон. Изменение реактивного сопротивления крепей, в т.ч. Применение крепей активного действия. Изменение длины очистного забоя. Для этих целей используются механич., взрывные, физико-хим. И биохим. Процессы. Важное место среди них занимают такие (механические) процессы, как однократные и многократные надработки и подработки пластов, бурение скважин (большого и малого диаметров) в краевые зоны, обеспечение регулярного отжима угля или его предотвращение и т.д.Несмотря на сложившееся единство в понимании общих закономерностей развития O. Г. Д., сложность инструментальных исследований привела к возникновению противоречивых мнений по отдельным положениям этого явления.

Так, нек-рые исследователи высказывают сомнения по поводу существования O. Г. Д. За пределами очистного пространства в зоне обрушенных пород или закладки. Среди сторонников теории плит (в горн. Давлении) бытует мнение, что O. Г. Д. Никогда не образуется, a породные слои подвергаются только изгибающим усилиям. Cм. Также Горное давление.Литература. Борисов A. A., Механика горных пород и массивов, МГ, 1980.B. Л. Григорьев..