Горное давление
Горные породы в нетронутом массиве находятся в состоянии напряженного равновесия. Угольный пласт на глубине Н испытывает напряжение а = уН, где у — средняя плотность горных парод, кг/м3; Н— глубина залегания пласта, м. В процессе выемки угля впереди забоя происходит перераспределение напряжений |рис. 6.24, см. вкл.).
В угольном пласте сохраняются напряжения, характерные для нетронутого массива. Уголь находится в состоянии трехосного сжатия. Зона опорного давления характеризуется повышенным напряжением о = куН, где к — коэффициент концентрации напряжений (k > 1). В этой зоне уголь находится в состоянии двухосного сжатия. Опорное давление имеет место по всему периметру выработанного пространства (впереди и позади лавы, в верхней и нижней ее частях). Оно оказывает влияние на состояние крепи подготовительных выработок, находящихся в зоне влияния очистных работ, может вызвать внезапное разрушение целиков угля.
Опорное давление является следствием пригрузки от нависающей консоли непосредственной и основной кровли, воспринимаемой краевой частью угольного массива.
Зона отжима непосредственно примыкает к забою. В ней уголь обычно раздавлен и напряженное состояние им утрачено. Это обстоятельство способствует облегчению отделения угля от массива соответствующими исполнительными органами выемочных машин.
По мере подвигания очистного забоя волна опорного давления постоянно перемещается, создавая повышенные и пониженные по сравнению со статическими напряжения в угольном пласте и прилегающих к нему породах.
Для создания безопасных условий в призабойном пространстве устанавливают крепь и осуществ-ляют комплекс мероприятий по управлению горным давлением.
Крепь может удерживать кровлю от обрушений только в непосредственной близости от забоя. Здесь кровля пласта и вышележащие породы удерживаются также силами сцепления. На некотором расстоянии от забоя влияние этой связи настолько ослабевает, что обычное крепление оказывается уже недостаточным.
Давление пород со стороны выработанного пространства может восприниматься закладочным массивом или специальной крепью. Крепи различной конструкции и закладка защищают призабойное пространство от обрушений. В настоящее время для защиты призабойного пространства на пологих и наклонных пластах широко применяют механизированные крепи.
Согласно гипотезе шарнирных блоков (рис. 6.25) нагрузка на крепь создается весом пород непосредст-венной кровли блока ABCD, который отламывается от массива по плоскости CD под углом ср к вертикали.
Дата добавления: 2015-07-14; просмотров: 1663;