Определение нагрузок на крепи (обделки) при локальном вывалообразовании.

Из существующих методов определения нагрузки от локальных вывалов наиболее удачными удобным является метод упругого наложения. Сущность данного метода состоит в том, что напряжения, определяемые из решения для упругой модели массива, ослабленного выработкой определенной формы поперечного сечения, сопоставляются с прочностью вмещающих пород. Области, в пределах которых условие прочности не выполняются, считаются разрушенными. Хотя этот метод и является приближенным, т.к. не учитывает изменение напряженного состояния за пределами области разрушения, однако, при сравнительно небольших размерах областей разрушения (что характерно для локального вывалообразования) он дает удовлетворительную для инженерных расчетов точность. Достоинства метода: его ясная физическая основа и простота расчетных формул и др.

Известны несколько различных методических приемов использования этого метода. Рассмотрим графо-аналитический метод, разработанный Г. Г. Литвинским, позволяющий определять местоположение и размеры разрушаемых участков породного контура, паспортом прочности являются геометрические размеры выработки, прочность вмещающих пород на сжатие и растяжение в действующее на контуре выработки напряжения. Построение паспорта прочности осуществляется в следующей последовательности.

Затем, графическим путем в каждой точке заданной выработки находятся радиусы кривизны контура R^k_i. Относительная кривизна в i-ой точке контура характеризуется параметром ϰ, который определяется из выражения.

И наконец, рассмотрим случай формирования нагрузки в условиях сплошного сводообразования при образовании вокруг вы­работки области руинного разрушения пород. Такой случай ха­рактерен для условий, когда конструктивная податливость крепи превышает максимальные смещения породного контура или же между ним и крепью имеется строительный зазор. Очевидно, наи­более невыгодным с точки зрения величин нагрузки будет обруше­ние пород по вертикальным плоскостям (рис. 7.7). Интенсивность вертикальной нагрузки на крепь

в этом случае величина нагрузки рв будет определяться с некото­рым запасом. Горизонтальная нагрузка может быть определена по формуле (7.27).

Анализируя (7.29) и (7.30), можно видеть, что с уменьшением сопротивления крепи размеры области руинного разрушения уве­личиваются, а при р = 0 решение теряет смысл, отражая тем са­мым процесс нарушения устойчивости породного контура, прояв­ляющегося в виде обрушения пород в пределах области руинного разрушения. В этом случае, как уже отмечалось, крепь работает в режиме заданной нагрузки.

Однако на практике в чистом виде такая схема нагружения крепи реализуется в исключительных случаях. Конструкции под­земных сооружений всегда оказывают определенное сопротивле­ние, так как технология их возведения всегда предусматривает обеспечение плотного контакта с породой путем тщательной за­бутовки (тампонажа) закрепного пространства, обжатия конструк­ции в породу и т. д. Поэтому в практических расчетах следует учи­тывать сопротивление крепи, а нагрузку р определять из совмест­ного решения (7.29), (7.30) и (7.28)