Основы технологии и экономики горного производства. Конспект лекций, страница 52

8.4. Технологический комплекс управления горным давлением

- Определение способа УГД. Принципы классификации

- Поддержание очистного пространства рудными целиками

- Поддержание очистного пространства крепью

- Поддержание очистного пространства магазинированием руды

- Поддержание очистного пространства посредством закладки

- Управление горным давлением обрушением

1. Определение способа УГД. Принципы классификации способовУГД

Горные породы в земной коре находятся под воздействием сил гравитационного и тектонического характера. Ввиду отсутствия свободных поверхностей в любой точке имеет место объемное напряженное состояние. С проведением горной выработки и созданием обнажений - происходит перераспределение напряжений. В глубинных областях массива возникают дополнительные сжимающие усилия, а у поверхности выработки напряжения меняют знак - на противоположный (возникают растягивающие напряжения). Можно было бы надеяться на новое равновесие, но породы на растяжение «работают» плохо – наблюдаются проявления горного давления.

Горное давление – напряженное состояние массива пород, возникшее вследствие проведения в нем горной выработки или их совокупности.

Характер и величина горного давления зависят в основном от физико–механических свойств пород, глубины заложения выработки, формы и размеров ее поперечного сечения, положения выработки в пространстве.

Горное давление в первый период времени – не стабильное и называется первичным, в последующим оно стабилизируется и называется вторичным или устоявшимся.

Проявления горного давления – физическая конкретизация деформационной ситуации вблизи выработки, возникшей вследствие горного давления.

Характер и величина деформаций различны и имеют свои названия: упругие (упруго-вязкие), пластичные (вязко-пластические) и разрывные. Особую опасность для сохранения функциональной способности выработки имеют пластические, т. е. изменение формы выработки без разрывов, и разрывные – сопровождающиеся нарушением сплошности массива вследствие возникновения трещин. Упругие деформации сопровождаются накоплением потенциальной энергии и способностью пород мгновенно разрушаться (разгружаться) при достижении обнаженной поверхности в виде горного удара. Наиболее характерными проявлениями горного давления считаются – трещины различной частоты и размеров, отслоения, вывалы, обрушения, завалы, а также горные удары различной степени силы.

Факторы (причины), определяющие напряженность массива, деформационную ситуацию и проявления горного давления, весьма разнообразны. Они изучаются, систематизируются в наиболее типичные сочетания, схемы. Так формируются возможные гипотезы горного давления.

Известны и находят применение, в качестве основы для конкретизации способа УГД, такие гипотезы как: Гипотеза Турнера о нагрузке от полного веса налегающих пород, Гипотезы Протодьяконова: Гипотеза свода равновесия и Гипотеза свода обрушения, Гипотеза волны опорного давления, Гипотеза опорных мостов, Гипотеза шарнирных блоков и др. На этой основе разрабатываются рекомендации  и мероприятия по формированию способности управлять, т. е. создавать благоприятные условия для ведения горных работ. Они оформляется в совокупность в виде способа УГД.

Таким образом, способ управления горным давлением – совокупность конкретных инженерных мероприятий по ограничению интенсивности проявлений горного давления в целях обеспечения безопасности и необходимых производственных условий в горных выработках.

В общем случае управление горным давлением сводится к управлению состоянием массива вокруг выработки или их совокупности, т. е. – либо стремятся к целенаправленному поддержанию массива в заведомо устойчивом состоянии, статически равновесном, либо принимают меры к переводу его в неустойчивое состояние, склонным к обрушению. Осуществляется это управление  в процессе разработки путем изменения формы, параметров и продолжительности обнажения горных пород, а порой, и изменением их физико-механических свойств. Не менее распространенным способом поддержания устойчивого состояния массива и снижения интенсивности проявлений горного давления считается возведение в выработке горных конструкций в виде крепи или искусственных массивов, обладающих определенной устойчивостью.