Презентация на тему Природное напряженное состояние массива горных пород

находится в напряженном состоянии. Это исходное состояние называется природным

напряженным состоянием массива горных пород.

От исходного состояния массива, зависят все параметры проявлений горного давления:
их формы (статические или динамические),
места их локализации (в кровле или в бортах выработок),
масштабы (локальные, местные, повсеместные, катастрофические).

Характер природного напряженного состояния массива влияет на проявления горного давления на всех стадиях горных работ:
- при проходке капитальных вскрывающих выработок (штолен, стволов, квершлагов) на стадии строительства рудника,
- при проходке подготовительных горизонтальных выработок на стадии подготовки залежей,
- при ведении очистных работ на стадии эксплуатации месторождения,
- при погашении выработанных пространств на стадии ликвидации горного предприятия.

что любые напряженные состояния можно создать тремя нормальными напряжениями,

действующими на трех взаимно перпендикулярных площадках. Площадки, на которых действуют только нормальные напряжения, а касательные напряжения отсутствуют, называются главными площадками. Нормальные напряжения, действующие на главных площадках, называются главными.

Главные нормальные напряжения по их величинам обозначают следующим образом:

σ1 > σ2 > σ3
max по величине min

Источником природных напряжений в массиве являются два независимых фактора:

- силы собственного веса пород и
- тектонические процессы в земной коре.

неопределенность:
- в каком исходном напряженном состоянии находится массив?
- какие

напряжения в массиве больше: вертикальные или горизонтальные?
- каком направлении в плане горизонтальные напряжения больше: по простиранию залежей или вкрест простирания?

Геомеханикам для решения большинства практических задач достаточно знать соотношение между горизонтальными и вертикальными напряжениями в природном поле, которое называют коэффициентом бокового давления λ.

На месторождениях, где отсутствуют тектонические напряжения, максимальными по величине являются вертикальные гравитационные напряжения. Горизонтальные напряжения меньше вертикальных и, обычно, во всех направлениях в плане одинаковы. В данных случаях коэффициент бокового давления меньше единицы λ<1. Такое природное напряженное состояние массива наблюдается, примерно, на 30% рудных месторождений, на всех угольных месторождениях.

тектонических напряжений. Как правило, они превышают вертикальные, которые в

этом случае являются минимальными главными напряжениями σ3. Причем, в разных направлениях в плане действующие горизонтальные напряжения σ1 и σ2 различаются, иногда в несколько раз. В таких случаях определяют два коэффициента бокового давления по направлениям действия главных напряжений:

λ1 = σ1 / σ3 и λ2 = σ2 / σ3

Более точные сведения о напряженном состоянии массива получают путем натурных измерений методом разгрузки. Он основан на свойстве упругих горных пород восстанавливать свои размеры после снятия нагрузки.

создает в массиве горных пород с удельным весом γ

вертикальные напряжения, равные
σверт = γН

На рисунке показаны результаты определения вертикальных напряжений во многих точках земного шара на глубинах до 3 км. Видно, что все точки экспериментальных значений группируются вокруг прямой линии

σверт = 0,026Н

σгор = (ν/1- ν)γН