Zniszczenie górotworu w bezpośrednim sąsiedztwie wyrobiska komorowego

Autorzy: L.U. Novickova, N.P. Ulanoya, K.A. Klimenko

W artykule rozważany jest górotwór z wykonanym w nim wyrobiskiem komorowym o znacznej długości i przekroju poprzecznym o kształcie zbliżonym do prostokąta z jednym bokiem (strop) zaokrąglonym.

Kształt wyrobiska komorowego oraz jego jednorodność górotworu (wapień) umożliwiły ograniczenie rozważań do płaskiego stanu odkształcenia w przekroju prostopadłym do podłużnej osi komory. W przekroju tym określono stan naprężenia uwzględniając zachowanie się skał po przekroczeniu granicy wytrzymałości.

Górotwór potraktowano jako ośrodek ciągły o zmiennym module Younga oraz zastosowano itcracyjną technikę obliczeń. W pierwszym kroku obliczeń założono, że cały górotwór jest sprężysty, jednorodny i izotopowy.

Stan naprężenia i odkształcenia określony został metodą elementów brzego-wych zgodnie z rozwiązaniem Kelvina dla ośrodków nieskończonych poddanych obciążeniom normalnym i stycznym. Obszar górotworu, w którym wystąpity odkształcenia nicsprężyste (zniszczenie górotworu) określono w oparciu o kryterium Younga.

W dalszych krokach obliczeń rozważa się górotwór jako ciało niejednorodne, przy czym obszar z odkształceniami nicsprężystymi traktowany jest jako ośrodek sprężysty o określonym modnie Younga oraz module osłabienia.

W ten sposób w każdej iteracji górotwór traktowany jest jako niejednorodne ciało sprężyste. Proces iteracyjny jest zakończony wtedy, gdy określone w dwu kolejnych iteracjach obszary zniszczone różnią sif od siebie o zadaną dokładność obliczeń.

W oparciu o powyższą technikę obliczeń określono wielkość strefy nicsprcżyslej (zniszczonej) w zależności od wymiarów komory oraz warunków górniczych. Wielkość obliczonej strefy zniszczenia przyjęto jako podstawę do projektowania obudowy łukowo-kotwicowej dla rozpatrywanego wyrobiska komorowego.