Определение размеров целиков, оставляемых между камерами. Современный подземный объект представляет собой, как правило, комплекс сооружений, состоящих из камер различных размеров и форм. Камеры разобщены между собой так называемыми междукамерными породными целиками. Правильное определение размеров этих целиков имеет чрезвычайно важное значение, так как недостаточная прочность целиков может привести к катастрофическим последствиям.
Горное давление, являющееся основным фактором в определении размеров целиков, в весьма значительной степени зависит от площади камер, формы этой площади, времени существования камер и т. д. При совершенно одинаковых естественных условиях горное давление, а следовательно, и нагрузки на целики могут резко меняться в зависимости от этих факторов, что неизбежно должно отразиться на размерах целиков. Неучет данного обстоятельства может привести к излишним объемам подходных и соединительных тоннельных выработок, если размеры целиков больше, чем это требуется данными условиями, и либо, наоборот, к выбору целиков недостаточных размеров, что приводит к частичному или полному их разрушению, результатом чего может явиться разрушение подземных сооружений.
В технической литературе известен ряд методов расчета междукамерных целиков различных авторов. В данной книге рассматриваются только те методы, которые получили наибольшее распространение в практике. К ним относятся методы, разработанные акад. Л. Д. Шевяковым и проф. В. Д. Слесаревым.
Поскольку условия работы междукамерных целиков при подземном строительстве во многом аналогичны междукамерным целикам при разработке месторождений каменных и калийных солей, то в основу расчета их можно положить теорию расчета междукамерных целиков, рассматриваемых как опоры, на которые действуют нагрузки, соответствующие полному весу вышележащих пород (до земной поверхности). Это предельный случай, имеющий место в действительности при значительной площади разработки по сравнению с глубиной.
Следует отметить, что существующие методы расчета не могут претендовать на большую точность и являются приближенными, так как сама картина напряженного состояния различных размеров и форм весьма сложна и зависит от многих факторов, не поддающихся точному учету. Однако даже приближенное определение размеров целиков имеет весьма важное значение и предохраняет от грубых ошибок.
Главнейшими факторами, определяющими прочность целика, являются: глубина расположения целика от поверхности; характеристика комплекса пород, расположенных выше целика; механическая прочность породы целика и ее общая структура; наличие водосодержащих пород и их характеристика; длина и ширина камер; высота камер (целика); форма поперечного сечения целика в плане; общая площадь камер и тоннелей в плане; общая площадь под целиками в плане.