Статья

Наименование	Закономерности формирования нагрузки на крепи горных выработок
Авторы	Литвинский Г. Г., д. т. н., проф.
Раздел	Горные науки
Год	2016	Выпуск	46	Страницы	5 - 15
УДК	622.831:622.28
Аннотация	Дан анализ изученности проблемы формирования нагрузки на крепь. Показаны последствия ошибок проектирования I и II рода. Дана классификация основных факторов, влияющих на проектирование крепи. Рассмотрен практический пример неудачного крепления подготовительной выработки. Сформулированы требования к аналитическому описанию нагрузки на крепь. Получена обобщенная формула распределения нагрузки на крепь для разных условий контакта ее с породой.
Реферат	Цель. Цель исследования состоит в развитии теории прочностного расчета крепи за счет теоретического обоснования обобщенного закона распределения нагрузки на крепь при ее контактном взаимодействии с окружающим массивом горных пород. Методика. Провести анализ актуальности поставленной научной проблемы, дать классификацию основных влияющих на проектирование крепи горных выработок факторов, выполнить обобщение возможных форм распределения нагрузок на крепь; теоретически описать взаимодействие крепи и окружающих пород; получить обобщенную формулу закона распределения нагрузки на крепь, провести ее анализ и сделать практические рекомендации. Результаты. Дан анализ изученности проблемы формирования нагрузки на крепь. Показаны последствия ошибок проектирования I и II рода, которые ведут либо к неоправданному перерасходу материалов и трудовых ресурсов (ошибки проектирования I рода) или к повреждению и разрушению крепи (ошибки проектирования II рода). Впервые с позиций проектной расчетной практики разработана классификация основных факторов, влияющих на проектирование крепи и показана сложность их учета в практике проектирования. Рассмотрен практический пример из производственного опыта работы шахты на большой глубине в виде неудачного крепления подготовительной выработки. Сформулированы требования к аналитическому описанию нагрузки на крепь. Из обоснованной расчетной схемы проявлений горного давления выведено дифференциальные уравнения смещений пород в горную выработку и распределения нагрузки на крепь. Из решения полученного дифференциального уравнения и естественных граничных условий, которым должна удовлетворять внешняя нагрузка, получена обобщенная формула распределения нагрузки на крепь для разных условий контакта ее с породой. Проанализированы закономерности возможных схем формирования нагрузки на крепи подготовительных горных выработок. Сформулированы задачи дальнейших исследований. Научная новизна. Впервые в основе аналитического вывода предложена обобщенная формула для описания возможных вариантов формирования и распределения нагрузки на крепь при ее взаимодействии с массивом. Практическая значимость. На основе изученных закономерностей распределения нагрузки на крепь проектировщик и производственник получает научно обоснованный метод расчета крепи с учетом всего разнообразия контактных условий взаимодействия крепи с массивом горных пород, что повышает надежность проектирования, заметно снижает вероятность возникновения ошибок проектирования и, в конечном счете, способствует снижению издержек на ремонты и восстановление горных выработок.
Ключевые слова	крепь, деформации, пучение почвы, проектирование крепи, нагрузка на крепь, распределение нагрузки.
Полный текст