Статья

Наименование	Размеры и конфигурация зоны запредельных деформаций вокруг выработки
Авторы	Литвинский Г. Г., д. т. н., проф.
Раздел	Науки о земле
Год	2020	Выпуск	63	Страницы	5 - 17
УДК	622.831.2			EDN	RTOXBO
Аннотация	Работа направлена на повышение достоверности и дальнейшее развитие методов прогноза проявлений горного давления в подземных выработках при образовании зон запредельных деформаций (ЗЗД). Впервые получено порождающее решение краевой задачи о равновесии разрушенных пород вокруг горной выработки с учетом возникающей в ЗЗД радиальной прочностной неоднородности пород. Показано, что прочность разрушенных пород в ЗЗД линейно зависит от радиальной (минимальной) компоненты тензора напряжений. Методом малого параметра решен ряд неосесимметричных задач горной геомеханики, установлены закономерности влияния на конфигурацию и размеры ЗЗД основных горнотехнических факторов. Результаты будут полезны при разработке новых методов прогноза горного давления и пересмотре нормативных материалов по обеспечению устойчивости выработок.
Реферат	Цель исследования — получение порождающего решения и разработка метода расчета конфигурации и размеров ЗЗД с учетом основных неосесимметричных факторов. Объекты исследования — зона разрушения и трещинообразования пород массива вокруг выработки, т. е. ЗЗД. Предмет исследований — закономерности изменения формы ЗЗД при учете воздействия наиболее существенных неосесимметричных факторов. Методика и основная идея выполненных исследований состоит в том, что полученное порождающее решение используется в качестве исходного с целью последующей коррекции путем использования метода малого параметра. Методикой предусматривалось для каждого из возможных неосесимметричных факторов на основе порождающего решения дать обоснование расчетной схемы и решить осесимметричную краевую задачу об образовании ЗЗД вокруг выработки с учетом радиальной прочностной неоднородности пород в этой зоне; затем выполнить постановку и дать решение неосесимметричного класса задач методом малого параметра для учета важнейших, ранее неучтенных неосесимметричных факторов, а затем произвести анализ и оценить степень влияния каждого из них на форму ЗЗД. Результаты. На основании изучения поведения пород при запредельном деформировании впервые сформулирована и доказана закономерность о линейной зависимости в ЗЗД прочности от радиальной компоненты тензора напряжений. С использованием полученного порождающего решения упругопластической задачи впервые сформулирован и решен с применением метода малого параметра ряд неосесимметричных задач горной геомеханики, установлены закономерности влияния на конфигурацию и размеры ЗЗД основных горнотехнических факторов: негидростатичность исходного поля напряжений, прочностная анизотропия и неоднородность горных пород, некруговая форма выработки, силы гравитации пород внутри ЗЗД. Научная новизна. На основании изучения поведения пород при запредельном деформировании впервые сформулирована и доказана закономерность о линейной зависимости в ЗЗД прочности от радиальной компоненты тензора напряжений. Изучено влияние на конфигурацию ЗЗД различных неосесимметричных факторов, произведена их сравнительная оценка и сопоставление. Показано, что наиболее «дальнодействующими» являются негидростатичность исходного поля напряжений и прочностная неоднородность пород, менее значимо проявляются некруговая форма выработки и вес разрушенных пород в ЗЗД, а влияние отпора крепи тем больше, чем он ближе к критическому своему значению. Практическая значимость. Выполненные исследования могут быть положены в основу принятия новых расчетных методов прогноза ПГД с целью пересмотра существующих и разработки новых отраслевых нормативных документов с учетом полученных научных результатов. Основные выводы будут также полезны при подготовке инженеров и аспирантов горных специальностей.
Ключевые слова	горная выработка, горное давление, запредельные деформации, методы расчета, устойчивость пород, конфигурация зоны разрушения, прочностная неоднородность, неосесимметричные факторы.
Финансирование
Благодарности
Список источников	1. Протодьяконов, М. М. Давление горных пород и рудничное крепление [Текст] / М. М. Протодьяконов. — М. — Л.: ОГИЗ, 1931. — 186 с. 2. Вопросы теории горного давления [Текст]: сб. переводов / под ред. проф. П. И. Городецкого, А. А. Борисова. — М.: Госгортехиздат, 1961. — 300 с. 3. Jovanović, Р. Proektovanje i proraćun podgrade horizontalnih podzemnih prostorija [Text]. T. 2 / Petar Jovanović. — Beograd: Rudarsko-geolośki fakultet Univerziteta, 1994. — 316 str. 4. Заславский, Ю. З. Проявления горного давления в глубоких шахтах Донбасса [Текст] / Ю. З. Заславский. — М.: Недра, 1963. — 238 с. 5. Tajduś, А. Geomechanika w budovnictwie podziemnym. Projectowanie i budowa tuneli [Text] / Antoni Tajduś, Marek Gała, Krzysztof Tajduś. — Krakow: Akademija AGH, 2012. — 762 s. 6. Ставрогин, А. Н. Механика деформирования и разрушения горных пород [Текст] / А. Н. Ставрогин, А. Г. Протосеня. — М.: Недра, 1992. — 224 с. 7. Литвинский, Г. Г. Аналитическая теория прочности горных пород и массивов [Текст]. — Донецк: Норд-Пресс, 2008. — 207 с.
Полный текст