Источник: Черняев В.И., Зборщик М.П., Грищенков Н.Н., Нетеренко Б.И. Планирока горных работ при отработке свит выбросоопасных угольных пластов - Донецк:ДонГТУ, 1998.-142с.
В результате проведенных шахтных наблюдений установлено, что в области влияния одиночной очистной выработки в подра¬батываемой и надрабатываемой толщах образуются три характерные зоны напряженного состояния пород: зона опорного давления, зона разгрузки и зона уплотнения пород.
В зоне опорного давления происходит сжатие угольных пластов и пород по нормали к напластованию. Величина сжатия подрабатываемых и надрабатываемых угольных пластов и пород зависит от их крепости, глубины разработки, мощности междупластий и может достигать 0,5-0,7% мощности пласта при небольших междупластьях.
В зоне разгрузки происходит понижение опорного давле¬ния и расширение угольных пластов и пород по нормали к на¬пластованию, достигающее 2,2% вынимаемой мощности пла¬ста. В надрабатываемой толще в зоне разгрузки вследствие уп¬ругого восстановления пород возможно поднятие массива на величину до 300 мм на глубине разработки около 900 м.
По мере увеличения площади выработанного пространст¬ва, вследствие роста давления подработанных пород кровли на обрушенные породы и почву очистной выработки образуется зона вторичного уплотнения, в которой угольные пласты и по¬роды вновь подвергаются сжатию.
Параметры напряженного состояния горного массива в зонах влияния очистных выработок при разработке свит уголь¬ных пластов являются функцией тензора напряжений. Инстру¬ментально измерить компоненты тензора напряжений весьма трудно, а часто и невозможно в полном объеме из-за недоступ¬ности для измерений всей толщи горных пород. Кроме того, не¬избежные погрешности инвазивных тензометрических методов снижают достоверность полученных результатов. Поэтому ог¬ромное значение приобретают экспериментально-аналитиче¬ские методы исследования состояния массива горных пород, применение которых обосновано в работе [15].
Сущность этих методов заключается в том, что предла¬гаемые для определения параметров напряженного состояния
горного массива аналитические модели проходят эталонирова¬ние (самокалибровку) на данных экспериментальных шахтных исследований. При достижении приемлемого уровня совпаде¬ния аналитических (расчетных) и экспериментальных данных предлагаемая аналитическая модель признается достоверной для соответствующих горно-геологических условий разработки.
Аналитические модели и методы расчета напряженного состояния массива в зонах влияния подземных выработок используют фундаментальные положения теории упругости, пла¬стичности, ползучести. Эффективность их применения зависит от правильной и корректной постановки задачи и обоснованности принятых расчетных схем.
Аналитические методы механики сплошной среды применяются для расчета напряженного состояния массива горных пород вне зон обрушений, разломов, расслоения, интенсивных смещений пород. Зоны обрушений и разломов, как правило, отсутствуют в надрабатываемой толще, за исключением редких
случаев, когда происходят внезапные поднятия и разрушения пород непосредственной почвы пласта в призабойном пространстве лавы.