34. Основные гипотезы горного давления.

Известные гипотезы –вывалообразование, сводообразование, полный вес столба грунта.

Первые методы расчёта Г. д. основывались на гипотезе, согласно которой Г. д. вызвано весом определённого объёма пород, приуроченного к данному несущему элементу. Одной из наиболее распространённых была гипотеза Турнера (Франция, 1884), на основе к-рой Г. д. в целиках при камерно-столбовой системе разработки определяется весом столба пород (от уровня залежи до поверхности), ограниченного в плане осями симметрии прилегающих к целику камер или просеков. На этой гипотезе основан метод расчёта Л. Д. Шевякова. Аналогичные гипотезы о Г. д. на крепь подготовит. выработок исходили из предположения о действии на крепь веса столба пород от выработки до поверхности с основанием, равным пролёту выработки. Однако оно приводило даже для небольших глубин к нагрузкам, к-рые не могла бы выдержать крепь. Поэтому были выдвинуты гипотезы о действии на крепь веса пород в пределах треугольного или сводчатого объёма с основанием, по-прежнему равным пролёту выработки. Наибольшую известность получила гипотеза рус. учёного M. M. Протодьяконова (1907), в к-рой указанный объём представляет собой параболич. свод. Его высота (b) связана с полупролётом выработки (а) соотношением: b=a/f, где f - тангенс угла внутр. трения для сыпучих пород или коэфф. крепости для связных. Расчёты по этой формуле для глубин до 200-300 м (при отсутствии тектонич. напряжений) дают практически приемлемые результаты. Применительно к лавам угольных пластов гипотеза о весе пород свода трансформировалась в гипотезу о сводчатой форме распределения Г. д. на крепь, параметры к-рого определяются по результатам натурных замеров и по качеств. оценкам. Наряду с упомянутыми гипотезами развивалось направление, сводившее изучение Г. д. к задаче изучения напряжённо-деформированного состояния массива, не потерявшего сплошности. Здесь широкое применение нашли методы механики деформируемых сред, в частности теории упругости, пластичности, ползучести и др. Упругое напряжённо-деформированное состояние в окрестности горизонтальной круглой подготовит. выработки теоретически изучено А. Леоном (Германия, 1908); им же совместно с Ф. Вильхаймом (Германия, 1910) поставлены опыты по разрушению стенок такой выработки на моделях из мрамора. Для вертикального ствола упругая задача решена сов. учёным А. Н. Динником в 1926, попутно им дан вывод одной из наиболее распространённых формул для определения коэфф. бокового распора. Более детальное решение для незакреплённого ствола получено сов. учёным С. Г. Лехницким (1937). Упругопластич. напряжённо-деформированное состояние в окрестности горизонтальной и вертикальной круглой выработки рассмотрел Р. Феннер (Чили, 1938). В его решении Г. д. на крепь определяется миним. значением, при к-ром окружающая выработку пластин. зона будет находиться в равновесии. Принципиальной для развития теории Г. д. явилась работа сов. учёного Г. Н. Савина (1947), в к-рой использовано условие совместности перемещений контактирующих друг с другом точек поверхности выработки и крепи. Это позволило теоретически объяснить влияние податливости крепи на величину Г. д. А. Лабас (Бельгия, 1949) предложил рассматривать поведение пород в разрушенных областях вокруг выработок как поведение сыпучей среды, характеризующейся внутр. трением и сцеплением. В 1954 сов. учёный Г. Н. Кузнецов впервые сформулировал фундаментальные понятия о двух крайних режимах работы крепи: заданной нагрузки и заданной деформации; дальнейшее развитие эти понятия получили в работах сов. учёного Г. А. Крупенникова и его школы. Г. Н. Кузнецовым сформулирована также концепция шарнирно-блочных систем, образующихся в кровле очистных выработок. Сов. учёный К. В. Руппенейт на основе предложений Г. Н. Савина и А. Лабаса построил универсальную расчётную схему, позволяющую связать Г. д. на крепь подготовит. выработки с упругими и прочностными свойствами пород. Ю. М. Либерман, модифицировав схему К. В. Руппенейта, разработал метод, позволяющий определить оптим. жёсткость крепи. В кон. 70-х гг. вновь возродился интерес к определению Г. д. на крепь как веса нек-рого объёма сыпучей породы; достижения в этой области связаны с работами сов. учёного Е. И. Шемякина и др.

Систематич. изучение тектонич. сил в массиве Г. п. начато в СССР работами М. В. Гзовского в 1954 и продолжено И. А. Турчаниновым, Г. А. Марковым, за рубежом - Н. Хастом (Швеция, 1958) и др. исследователями. Осн. методы исследования Г. д. - аналитический, моделирование (оптическое и эквивалентными материалами) и натурные наблюдения.