Teoria sklepienia ciśnień opiera się na założeniu, że dookoła wyrobiska jest strefa zwiększonego ciśnienia. Powstaje w ten sposób rodzaj naturalnego sklepienia, które przenosi ciężar wyżej zalegających skal na boki wyrobiska. Skały wewnątrz wy tworzonego sklepienia są pozbawione naprężeń i z biegiem czasu mogą odpaść na spąg lub całą swą masą obciążyć obudowę wyrobiska.
Obserwacja starych nie utrzymywanych chodników, w których odprężona całkiem skała spadła do wyrobiska, pozwala na stwierdzenie, iż wyrobisko przybrało kształt owalny (sklepienie), podczas gdy pierwotny jego kształt był prostokątny. Strop w środkowej swej części oberwał się, ociosy zasklepiły się, tworząc sklepienie w kształcie półelipsy (rys. 6.14a).
Obrywanie się skał stropowych według kształtu sklepienia stwierdzono już dawno wyciągając stąd wniosek, iż najpraktyczniejszym kształtem dla wyrobisk górniczych jest kształt elipsy, gdyż najlepiej wytrzymuje ciśnienie górotworu.
Sklepienie ciśnień powstaje nie tylko dookoła wyrobisk chodnikowych, lecz i dookoła wyrobisk wybierkowych zarówno przy wybieraniu z zawałem stropu, jak i z zastosowaniem podsadzki. Przy wybieraniu z podsadzką nad całą wybraną przestrzenią tworzy się główne sklepienie ciśnień 1 (rys. 6.14b), opierając się obydwoma końcami na caliźnie węglowej w punktach A, 8. Obejmuje ono pierwotną strefę odprężoną, w której powstają spękania skały. Każda warstwa osiada oddzielnie, między nimi zaś tworzą się puste przestrzenie 3, tzw. pustki Webera, będące miejscem gromadzenia się “gazów w skałach stropowych. Z czasem odprężone warstwy skał osiadają na podsadzce i zostają ściśnięte przez warstwy nadległe, nabierając ponownie pewnego naprężenia. W ten sposób pierwotna strefa odprężona stopniowo zanika, powstają natomiast wtórne strefy odprężone 2 opierające się na caliźnie i ściśniętej podsadzce.
W przypadku stosowania podsadzki występuje strefa spękań i strefa ugięcia. Im szczelniejsza jest podsadzka, tym strefa spękań jest niższa. W wyniku tego sklepienie jest bardziej płaskie, a ciśnienie koncentruje się bliżej przodku.
Gdy wybierany jest pokład z zawałem stropu, przebieg zjawisk związanych z odprężaniem się skał jest podobny, gdyż strefa zawałowa przybiera również kształt sklepienia. Wysokość strefy zawału i spękań sięga do około 8-krotnej grubości pokładu. W wyniku tego tworzy się większa strefa odprężona i bardziej strome sklepienie, ciśnienie zaś eksploatacyjne nie koncentruje się w pobliżu przodku, lecz przenosi się w głąb calizny.
Leave a reply