Материал: Сдвижение горных пород и защита подрабатываемых сооружений

Рис. 59.

Зависимость максимальных вер­ тикальных деформаций растяже­ ния или сжатия шахтной крепи по формулам (112)—(115) для за­ данного горизонта от положения очистных работ:

1 и 2 —при отработке соответственно кольцевой внешней зоны и широким прямолинейным фронтом

заданных значениях аМ (полного оседания), г и Н . Так, например, для задан­

ченные значения должны быть уменьшены пропорционально площади отра­ ботки.

При отработке целика на одном крыле применяется формула

при отработке предохранительного целика одним прямолинейным забоем вертикальные деформации для любого момента времени (т. е. для любого положения очистного забоя) втрое меньше, чем при концентрической выемке. В формулах (112) и (114) деформации на любом горизонте пород покрывающей толщи не зависят ни от глубины разработки Я, ни от радиуса R площади пол­ ной подработки. Уравнения, описывающие общую зависимость распределения относительных вертикальных деформаций пород по глубине, приведены на рис. 58.

ОРГАНИЗОВАННАЯ ОТРАБОТКА ОКОЛОСТВОЛЬНЫХ ЦЕЛИКОВ

5.1.

Меры защиты шахтных стволов от воздействия подработки

Нормальное функционирование шахтного ствола должно быть обеспечено на весь срок существования шахты, измеряющийся десятилетиями. Если в течение этого срока предусматривается ведение горных работ вблизи ствола, то должны быть приняты как конструктивные, так и горнотехнические меры для предотвращения таких повреждений шахтного ствола, которые могли бы нарушить его бесперебойную эксплуатацию. Так, например, может быть при­ менен заполненный битумом шов скольжения, препятствующий передаче осевых сил трения между породным массивом и шахтным стволом на основ­ ную крепь ствола, который на некоторых новых шахтах располагается между внешней (проходческой) и внутренней (основной) крепью (рис. 60). Для пол­ ного исключения воздействия сдвижений пород на шахтный ствол следовало бы вести горные работы только за пределами конической области влияния, огра­ ниченной граничными углами (см. рис. 50). Цредохранительный целик, огра­ ниченный углами разрыва, для этой цели недостаточен, так как при этом верхняя часть шахтного ствола будет подвергаться влиянию сдвижений пород

взоне опорного давления.

Внастоящее время лишь в редких случаях имеется возможность для обес­ печения полной защиты шахтного ствола от повреждений. С одной стороны, на старых шахтах нельзя создать шов скольжения в уже существующей крепи ствола. С другой стороны, выемка залегающих на больших глубинах угольных пластов станет экономически нецелесообразной, если отказаться от разработки обеспеченных короткими откаточными и вентиляционными выработками хорошо разведанных ближайших к стволу участков пласта, особенно если перифе­ рийные участки шахтного поля тектонически нарушены и ограничены тесными контурами горного отвода (при этом нужно иметь в виду, что при граничном угле, равном 55°, диаметр предохранительного целика на глубине 700 м дости­ гает 1 км). Нужно также учитывать, что сооружения шахтной поверхности, расположенные на нетронутом предохранительном целике, по мере образования мульды оседания довольно быстро оказываются на несколько метров выше окружающей местности, попадая в зону деформаций растяжения земной псгверхности, что приводит к недопустимому увеличению уклонов примыкающих

кшахтному стволу рельсовых путей.

Учитывая перечисленные недостатки околоствольных предохранительных целиков, при ведении разработок на больших глубинах приходится отказы­ ваться от полной защиты шахтных стволов и допускать, в известной степени, воздействие горных работ на шахтную крепь. Опыт показывает, что при со­ блюдении некоторых правил вполне возможно ведение горных работ вблизи шахтных стволов без нарушения нормальной работы шахтного подъема и гер-

Рис. 60.

Разрез железобетонной шахтной крепи с устройством швов (поверх­ ности) скольжения:

1— шов скольжения (15—20 см); 2— стальной лист (1—3 см); 3— проме­ жуточный слой бетона (40—60 см); 4 — внешняя бетонная оболочка (35 см); 5 — бетонное ограждение; 6 — свинцовая пластина; 7 — цилиндр скольжения; 8 — армированный фундамент; 9 — деревянная прокладка; ю — кирпичная кладка (50 см)

метичности крепи на участках ствола, пройденных по водоносным породным слоям. Этими правилами предусматривается:

взаимная компенсация вертикальных деформаций растяжения и сжатия, достигаемая одновременной отработкой двух или более участков предохрани­ тельного целика;

симметричное относительно шахтного ствола ведение очистных работ, предотвращающее возможность наклона оси ствола или среза шахтной крепи; уменьшение оседания горных пород вблизи шахтного ствола осуществлю нием горнотехнических мероприятий (закладка выработанного пространства,

оставлением нетронутой центральной зоны); конструктивные мероприятия при креплении шахтного ствола, как, на­

пример, устройство разделительных швов, применение сминающихся дере­ вянных прокладок и др. (табл. 6).

Горные работы в пределах око^оствольного предохранительного целика необходимо планировать от общего к частному, т. е. от положения фронта очистных работ в их конечной стадии к отработке отдельных выемочных уча­ стков последовательными этапами. Прежде всего главный инженер шахты совместно с маркшейдером должен наметить план отработки целика при мак­ симально возможной производительности очистных работ с учетом тектоники месторождения, его разведанности и пригодности для промышленной раз­ работки. Наличие в шахтном поле сильно нарушенных, непригодных для использования или уже ранее отработанных участков уменьшает размеры участков, выемка которых возможна в пределах предохранительного целика. Затем маркшейдерский отдел шахты должен представить результаты расчета ожидаемых сдвижений породного массива и деформаций крепи шахтного ствола для конечной стадии развития горных работ. Если результаты расчета

Т А Б Л И Ц А 6

полугодовые интервалы

покажут, что напряжения в шахтной крепи превысят предел прочности ее материала или возможный наклон оси ствола угрожает срезом крепи, для отработки должны быть выбраны другие участки пласта или должно быть назначено применение закладки выработанного пространства.

Только после того, как заново вычисленные значения вертикальных де­ формаций растяжения и сжатия, а также наклон оси шахтного ствола для