3.2.3. Анализ интенсивности напряжений

Приведенные напряжения являются определенной комбинацией компонент , , поэтому имеют аналогичные вполне удовлетворительные отклонения от исходного состояния на границах модели. На рис.3.4 приведена эпюра интенсивности напряжений.

Порода находится в сложном напряженном состоянии, на которую действуют вертикальные и горизонтальные напряжения.

В почве и кровле наблюдаются обширные области разгрузки , а в боках - зоны концентрации до 13 МПа.

Зоны разгрузки связаны с неустойчивым состоянием пород кровли и почвы. Концентрация напряжений здесь колеблется от 1,5 до 6,5 МПа в зависимости от предела прочности слоя и положения относительно выработанного пространства.

В почве напряжения значительно ниже. Концентрация напряжений находится в пределах 0…3 МПа при размерах зоны по высоте 6…8м и ширине 3…5м.

Рис. 3.4.  Эпюра приведенных напряжений

Концентрации в боках выработки прогнозируют разупрочнение породы от действия сжимающих напряжений. В целом можно сделать следующие выводы по устойчивости приконтурных пород:

– в почве выработки разупрочняется только аргиллит небольшой мощности и разницу в сравниваемых формах породного обнажения можно оценить как несущественную;

– в боках выработки разупрочняются, как угольный пласт от действия изгибных растягивающих , так и аргиллит непосредственной кровли и почвы пласта от действия сжимающих напряжений .

3.2.4. Анализ перемещений слоев горной породы

Предыдущий анализ компонент напряжений указывает на относительно небольшой объем приконтурных пород, склонных к разупрочнению. За пределами этой зоны массив находится в устойчивом состоянии. Поэтому, можно прогнозировать умеренные перемещения породного контура выработки, что и подтверждает эпюра перемещений на рис. 3.5. Здесь, перемещения кровли развиваются до 30-35 мм, боков выработки – до 20-25мм и почвы – до 10-15 мм.

Рис. 3.5.  Эпюра перемещений

3.3.1. Анализ поля вертикальных напряжений

На рисунке 3.6 пердставленна эпюра вертикальных напряжений в раме. Максимальные напряжения , выше 500 МПа образуются в стойках рамы и имеют локальный характер. Стойки рамы находятся под воздействием максимальных ( =450–500МПа) вертикальных сжимающих напряжений. Приближаясь к замку податливости уменьшаются, и при переходе к верхняку рамы появляются растягивающе напряжения, значения которых колеблятся в пределах 10…50 МПа.

_{Рис. 3.6.  Эпюра вертикальных напряжений}

3.3.2. Анализ поля горизонтальных напряжений

_{Рассмотрим распределения горизонтальных напряжений (рис.3.7) в рамной крепи.}

_{Рис. 3.7.}  Эпюра горизонтальных напряжений

Особенности поля горизонтальних напряжений в рамной крепи сводятся к следующему. В верхняке действуют сжимающие от 55 МПа, приближаясь к замку податливости напряжения достигают 120...150 МПа, а в самом замке податливости свода крепи сжимающие напряжения имеют значение =55МПа (рис.3.7). В районе опоры стойки рамы сжимающие напряжения переходят в растягивающие, с значениями от 0 до 30МПа.