Статья

Наименование	Устойчивость горных выработок и базовые законы проявлений горного давления
Авторы	Литвинский Г. Г., д. т. н., проф.
Раздел	Науки о земле
Год	2023	Выпуск	73	Страницы	5 - 18
УДК	622.235:535.2			EDN	HAZQFR
Аннотация	Проведен анализ предыстории развития науки о горном давлении и присущих ей недостатков. Предлагается метод оценки устойчивости породного контура горной выработки путем введения локального нормированного критерия устойчивости (ЛНКР) ω. Исследованы законы концентрации напряжений на породном контуре выработки. Рассмотрена оптимальная форма выработки с учетом неоднородности прочностных свойств пород в кровле, почве и боках выработки и влияние наклонного залегания пластов. Сформулировано главное техническое противоречие горной геомеханики, показаны пути его преодоления. Обоснован метод выбора допустимого изменения формы выработки с позиций обеспечения ее устойчивости. Сформулированы и обоснованы фундаментальные закономерности (ФЗ) проявлений горного давления с учетом кинетики его развития, а не как статическое равновесие пород в существующих подходах.
Реферат	Цель исследования — установить основные закономерности обеспечения устойчивости породного контура горных выработок и базовые законы проявлений горного давления. Объект — проявления горного давления в подземных выработках. Предмет исследований — закономерности разрушения горных пород на породном контуре выработки и базовые законы проявлений горного давления. Методика и основная идея — методами теории упругости изучить концентрацию напряжений на породном контуре подземной выработки и на основании анализа изменения локального нормированного критерия разрушения определить закономерности устойчивости породного контура и базовых законов проявлений горного давления. Результаты. На основе выполненного анализа предыстории развития науки о горном давлении выявлены присущие ей недостатки. Предложен метод оценки устойчивости породного контура горной выработки путем введения локального нормированного критерия разрушения (ЛНКР) ω. Исследованы законы концентрации напряжений на породном контуре выработки. Рассмотрена оптимальная форма выработки с учетом неоднородности прочностных свойств пород в кровле, почве и боках выработки и влияние наклонного залегания пластов. Сформулировано главное техническое противоречие горной геомеханики, показаны пути его преодоления. Обоснован метод выбора допустимого изменения формы выработки с позиций обеспечения ее устойчивости. Сформулированы и обоснованы фундаментальные закономерности (ФЗ) проявлений горного давления с учетом кинетики его развитии, а не как статическое равновесие пород в существующих подходах. Научная новизна. Впервые для оценки устойчивости породного контура горной выработки предложен локальный нормированный критерий разрушения. Исследовано влияние на выбор устойчивой формы выработки неоднородности прочностных свойств пород и их неравнопрочности в кровле, почве и боках выработки. Впервые сформулировано главное техническое противоречие горной геомеханики о необходимости выбора удлиненной по вертикали формы выработки вместо горизонтали по требованиям технологии. Новыми в теории развития горного давления являются фундаментальные закономерности развития разрушения пород вокруг выработок под действием напряжений различных знаков. Практическая значимость. Новая трактовка устойчивости выработок и сформулированные фундаментальные закономерности проявлений горного давления позволяют пересмотреть общепринятые подходы по выбору устойчивой формы выработки и прогнозу горного давления, избежать проектных ошибок первого и второго рода при проектировании выработок.
Ключевые слова	горная выработка, проявления горного давления, породный контур, устойчивость пород, оптимальная форма выработки, локальный критерий разрушения, неоднородность, кровля, почва, бока, горная геомеханика, фундаментальные закономерности.
Финансирование
Список источников	1. Протодьяконов, М. М. Давление горных пород и рудничное крепление [Текст] / М. М. Протодьяконов. — М. — Л.: Гостехиздат, 1934. — 104 с. 2. СНиП 3.02.03-84. Подземные горные выработки [Текст] / Госстрой СССР. — М.: ЦИТИ Госстрой СССР, 1985. — 15 с. 3. Литвинский, Г. Г. Расчет устойчивости породной поверхности горных выработок [Текст] / Г. Г. Литвинский // Устойчивость и крепление горных выработок: межвуз. сб. / Ленинград. горн. ин-т. — Л.: ЛГИ. — 1976. — Вып. 2. — С. 35–39. 4. Литвинский, Г. Г. Аналитическая теория прочности горных пород и массивов [Текст] / Г. Г. Литвинский. — Донецк: Норд-Пресс, 2008. — 207 с. 5. Литвинский, Г. Г. Инженерный метод оценки концентрации напряжений на контуре горных выработок различной формы [Текст] / Г. Г. Литвинский // Разработка месторождений полезных ископаемых: респ. межвед. науч.-техн. сб. — К.: Техника, 1974. — Вып. 38: Технология подземной разработки угольных месторождений. — С. 61–69. 6. Литвинский, Г. Г. Фундаментальные закономерности и новая концепция проявлений горного давления [Текст] / Г. Г. Литвинский // Науч. труды Донец. национ. технич. ун-та. Серия: Горно-геологическая. — Донецк, 2009. — Вып. 10 (151). — С. 21–28. 7. Litvinsky, G. Nova koncepcja i podstawowe prawidłowości przejawów parcia skał [Text] / G. Litvinsky // Internation Mining Forum / Polska Akademia nauk, Akademia Górniczo-Hutnicza AGH. — Krakov, 2000. — S. 43–47.
Полный текст