Понятие горного давление и методы его определения - Реферат

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «СЕВЕРО-ВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ М.К.Gebirgsdruck; ф. pression des terrains; и. presion del terreno) - напряжения, возникающие в массиве горных пород, вблизи стенок выработок,скважин, в целиках, на поверхностях контакта порода - крепь в результате действия главным образом гравитационных сил, а также тектонических сил и изменения температуры верхних слоев земной коры.Первые методы расчета горного давления основывались на гипотезе, согласно которой горное давление вызвано весом определенного объема пород, приуроченного к данному несущему элементу. Одной из наиболее распространенных была гипотеза Турнера (Франция, 1884), на основе которой горное давление в целиках при камерно-столбовой системе разработки определяется весом столба пород (от уровня залежи до поверхности), ограниченного в плане осями симметрии прилегающих к целику камер или просеков. Аналогичные гипотезы о горном давлении на крепь подготовительных выработок исходили из предположения о действии на крепь веса столба пород от выработки до поверхности с основанием, равным пролету выработки. Поэтому были выдвинуты гипотезы о действии на крепь веса пород в пределах треугольного или сводчатого объема с основанием, по-прежнему равным пролету выработки. Применительно к лавам угольных пластов гипотеза о весе пород свода трансформировалась в гипотезу о сводчатой форме распределения горного давления на крепь, параметры которого определяются по результатам натурных замеров и по качественным оценкам.Если рассматривать массив, в котором еще нет горных выработок, как однородный и изотропный с горизонтальной поверхностью и учитывать лишь гравитационные силы, то в нем будут действовать начальные нормальные напряжения: sz=GH; sx=sy=XGH где Н - глубина от поверхности;При проведении горизонтальных капитальных и подготовительных выработок главные нормальные напряжения изменяются, а главные оси тензора напряжения поворачиваются по сравнению с начальными. В плоском сечении, перпендикулярном оси выработки (вдали от забоя), напряженное состояние каждой точки можно охарактеризовать главными нормальными напряжениями s1 и s2 и линиями, указывающими направление главных осей в каждой точке, т.н. траекториями главных напряжений (рис. Напряжения s2 вблизи выработки уменьшаются по сравнению с напряжениями в нетронутом массиве, а напряжения s1 могут значительно возрастать или менять знак, вызывая опасное растяжение. Концентрация напряжений s1, как правило, неодинакова в разных точках поверхности выработки, сильно возрастая в углах и закруглениях малого радиуса кривизны. Если концентрация напряжений не слишком велика, то напряжения s1 имеют общую тенденцию к убыванию при удалении от выработки (рис.Это связано с обнажением пород на больших площадях и наличием постоянного перемещения забоя, играющего существенную роль в формировании проявлений горного давления. Угольный пласт впереди забоя является опорой для кровли, поэтому в нем возникают повышенные нормальные напряжения (опорное давление), вызывающие частичное разрушение и выдавливание призабойной части пласта (отжим угля). Чтобы не допустить массового обрушения в призабойное пространство с разрушением крепи, применяют различные способы управления горным давлением (например, полное обрушение и закладку выработанного пространства). Для управления горным давлением на крутопадающих пластах применяется закладка выработанного пространства, которая препятствует прогибу слоев кровли, ликвидируя чрезмерные изгибающие моменты и возможность обрушения. Горное давление на крепь очистной выработки вычисляется с учетом условий ее работы в режиме заданной нагрузки или заданной (взаимовлияющей) деформации аналогично горному давлению на крепи капитальных и подготовительных выработок.Расчеты и экспериментальные исследования показывают, что междукамерные целики, находящиеся вблизи массивных панельных или барьерных целиков, а также вблизи границ залежи, в известной степени разгружены от горного давления. В целиках, сложенных крепкими, хрупкими породами и залегающими в таких же породах, значительные концентрации напряжений наблюдаются вблизи стенок.

Оглавление

Введение

1. Горное давление

2. Горное давление в ненарушенном (нетронутом) массиве

3. Горное давление в капитальных и подготовительных выработках

4. Горное давление в очистных выработках

5. Горное давление в целиках

Использованная литература горный давление скважина

Горное давление (а. rock pressure; н. Gebirgsdruck; ф. pression des terrains; и. presion del terreno) - напряжения, возникающие в массиве горных пород, вблизи стенок выработок,скважин, в целиках, на поверхностях контакта порода - крепь в результате действия главным образом гравитационных сил, а также тектонических сил и изменения температуры верхних слоев земной коры.

Наиболее общей формой проявления горного давления является деформирование горных пород, которое приводит к потере ими устойчивости, формированию нагрузки на крепь, динамическим явлениям (горным ударам, внезапным выбросам). Поэтому при проведении горных выработок предварительно рассчитывают горное давление для определения прочности несущих элементов подземных сооружений (стенок выработок, целиков и крепей) и выбора способов управления горным давлением.

1. Горная энциклопедия http://www.mining-enc.ru/g/gornoe-davlenie/

Размещено на .ru