Шахт и рудников

ВВЕДЕНИЕ 
Все работы, выполняемые с целью добычи полезных ископаемых (ПИ) на раз-
личных стадиях разработки месторождений полезных ископаемых (МПИ), называют 
горными работами [1].
В результате горных работ в толще ПИ или в пустых породах образуются ис-
кусственные полости – горные выработки. 
Горные выработки используются для: 
− размещения в них горных машин и оборудования; 
− транспортирования добытого ПИ и пустых пород; 
− доставки к месту работы материалов; 
− для передвижения людей и циркуляции воздуха; 
− для прокладки электрических кабелей, а также различных по назначению тру-
бопроводов (для водоотлива, для подачи сжатого воздуха); 
− и др. целей. 
Горные выработки, проведенные в недрах Земли, независимо от того, имеют 
они выход на поверхность или нет, называются подземными. 
До проведения горной выработки породы в нетронутом массиве испытывают 
воздействие веса толщи вышележащих пород и находятся в состоянии напряженного 
равновесия, т.е. давление вышележащих пород на некоторый элементарный объем 
(«кубик») уравновешено силами сопротивления нижележащих пород [1]. 
При проведении в массиве горной выработки равновесие нарушается. При этом 
в породах вокруг выработки происходит перераспределение и изменение напряже-
ний. Нарушение исходного (природного, существовавшего до начала горных работ) 
напряженного состояния происходит в результате смещений пород вокруг выработ-
ки. Наибольшие смещения происходят на контуре выработки и вблизи него. Основ-
ные смещения массива происходят по направлениям перпендикулярным контуру вы-
работки: кровля опускается, почва поднимается, бока выработки сближаются из-за 
горизонтальных смещений навстречу друг другу. По мере удаления в массив смеще-
ния затухают. Из-за неравномерности смещений массив горных пород деформирует-
ся: сжимается, растягивается, изгибается, сдвигается. 
Для предотвращения обрушения кровли и стенок, пучения почвы, а также со-
хранения необходимых формы и размеров горной выработки для ее рабочего состоя-
ния необходимо возведение в выработке искусственного сооружения – горной крепи. 
От правильного выбора крепи для конкретных горно-геологических условий и 
качества ее возведения зависит способность крепи воспринимать горное давление. От 
этого напрямую зависит устойчивость выработки, и, следовательно, обеспечение 
безопасных условий ее эксплуатации в течение всего срока службы.