у деформації загасають. Якщо концентрація напрузі велика, то і другий пік напружень може призвести до руйнування масиву порід (це явище проф. І.Л. Черняк [6] пропонує вважати ознакою глибокої виробітку). Для звичайних виробок руйнування відбувається тільки поблизу контуру виробки. Розглянемо деформаційні процеси в зоні непружних деформацій.
Поведінка зразків гірських порід при тривалому прикладанні навантаження показало, що при деформуванні порід можуть мати місце пружні, пружно-в'язкі, пружно-в'язко-пластичні деформації і руйнування порід. Критеріями кожного з деформаційних процесів можуть бути межа пружності, межа тривалої міцності і міцність порід при миттєвому додатку навантаження.
Пружні деформації і повзучість (пружно-в'язкі деформації) без порушення суцільності породи спостерігаються при напружених менше межі тривалої міцності. У цьому випадку для порід типу глинистих і піщанистих сланців, а також пасічників деформації повзучості повністю затухають в часі. При напружених, перевищують межу тривалої міцності, спостерігається пружно-в'язко-пластичне протягом порід. Деформації не загасають в часі і призводять до руйнування породи.
Характер деформацій масиву в значній мірі залежить від структури та шаруватості порід. Для шаруватого масиву, представленого осадовими породами типу глинистих і піщанистих сланців, а також пасічників характер деформацій порід покрівлі показаний на рис. 3.3.
Залежно від співвідношень межі міцності порід і напружений навколо виробки, проведеної в однорідному масиві, можуть мати місце три типи деформування.
Перший тип деформацій порід навколо виробки . При напружених ? 1 на контурі менше межі тривалої міцності в масиві навколо виробки утворюється зона пружно-в'язких деформацій. Деформаційний процес в цьому випадку протікає без порушення суцільності порід і має затухаючий характер в часі і просторі. Для цього типу деформацій характерно плавне зменшення зсувів в глиб масиву і плавну зміну зміщень і їх швидкостей в часі.
Для глинистих і піщанистих сланців і пісковиків при напружених менше межі тривалої міцності зміщення контуру гірничих виробок по радіусу r зазвичай не перевищує 50? 60 мм. Міцність порід виявляється достатньою для опору виникають напружені без застосування кріплення. Для оберігання від вивалам окремих шматків порід у цих виробках можна застосовувати легку огороджувальну крепь.
Другий тип деформацій порід навколо виробки має місце при напружених на контурі, що перевищують межу тривалої міцності, але менших межі миттєвої міцності породи. Пружні і пружно-в'язкі деформації можуть змінюватися незатухающими деформаціями. Для порід типу глинистих і піщанистих сланців, а також пасічників ділянка кривої повзучості, де деформації протікають з постійною швидкістю, зазвичай невеликий, а пластична деформація супроводжується утворенням мікротріщин і збільшенням обсягу породи. При середній постійній величині в окремі інтервали часу швидкість деформацій різко змінюється (на графіку - пікоподібне зміна швидкостей).
Внаслідок утворення мікротріщин і подальшого зростання непружних деформацій місцеві руйнування об'єднуються в більші тріщини і процес руйнування інтенсифікується, обумовлюючи зсув порід до вироблення.
Якщо зниження міцності порід при тривалому навантаженні можна пояснити появою мікротріщин, то зниження міцності породного масиву - наслідок появи макро- і мікротріщин.
У зв'язку з тим, що породи надають ще значний опір руйнуючоїшению, а величина тангенціальних напружень зменшується з поглибленням в масив, то на деякій відстані від контуру виробки руйнування порід не відбувається, масив при цьому схильний пружно-в'язким деформацій. Таким чином, при напружених на породному контурі виробки вище межі тривалої міцності, але менших миттєвої міцності, також утворюється зона пружно-в'язких деформацій. З плином часу частина цієї зони руйнується і переходить в зону тривалого руйнування порід.
Швидкості змішень спочатку зростають, а після досягнення макси-муму починають плавно падати до руйнування першого від контуру шару порід. Руйнування призводить до різкого стрибка швидкості змішень порід, що на графіку відбивається у вигляді пік, висота яких з часом зменшується, а відстань між ними збільшується.
До початку руйнування порід зміна величин змішень в глиб масиву має плавний характер, але при подальшому поширенні руйнування в глиб масиву на графіках з'являється точка перегину відповідна приблизно кордоні зони руйнування порід. Розмір зони тривалого руйнування порід в глинистих і піщанистих сланцях може досягати 1,5? 3,0 м. (Простежується за допомогою глибинних реперів). Величина зміщень в р...
