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
Полный текст