Из-за отсутствия данных |
по |
другим бассейнам, |
а |
также |
|||
данных по Донбассу для |
условий крутого залегания |
пластов |
|||||
и повторных подработок |
пока |
нельзя |
судить о связи |
углов |
|||
7в с а в различных условиях. Можно |
лишь утверждать, что |
||||||
при прочих равных условиях эта связь менее тесная в слабых |
|||||||
породах и при повторных подработках; |
|
знак и за |
|||||
4) |
разность 7в—>н всегда имеет положительный |
||||||
висит от характера пород, |
степени их |
нарушенности |
и |
угла |
|||
падения. Указанные выше данные показывают, что эта |
разность |
||||||
в условиях Донбасса при пологом и наклонном залегании мо жет достигать 30° и более. Отсутствие материалов не дает возможности судить о величине разности в других бассейнах. Можно лишь предполагать, что при прочих равных условиях она меньше на месторождениях, сложенных слабыми порода ми, при выемке угля под ранее подработанной толщей и при крутом залегании пластов.
Следовательно, использование при расчете целиков углов 7вн вместо 7в ведет к завышению размера целиков по падению пласта. Завышение особенно значительно при первичной под работке и наклонном залегании на месторождениях, сложен ных крепкими породами.
Зависимость углов сдвижения от физико-механических свойств горных пород, неопровержимо доказанная опытом,
нуждается в теоретическом объяснении. Одна |
из попыток та |
||
кого объяснения на основе теории упругости |
была предприня |
||
та инж. М. Н. Дедюкиным (Ленинградский |
горный |
институт) |
|
в 1950 г. Однако М. Н. Дедюкин не довел |
работу |
до конца, |
|
ограничившись лишь рассмотрением величин и распределе нием сдвижений в случае горизонтального залегания.
Мощность пласта
Полученные до сих пор фактические данные не обнару живают сколько-нибудь существенной зависимости углов сдвижения от мощности пласта. В соответствии с этим в Пра вилах охраны сооружений для Донбасса, Кизеловского, Челя бинского, Карагандинского, Подмосковного и других бассей нов углы сдвижения рассматриваются как независящие от мощности пластов. И лишь в проекте новых Правил для Куз басса (1951 г.) при разработке верхних горизонтов мощных крутопадающих пластов (до глубины не более 100 м) рекомен дуется снижать углы р и f на 10° для сооружений I и II кате горий.
Следует указать, что эта рекомендация недостаточно под креплена фактическими данными и, кроме того, относится к случаю, когда выполаживание углов может быть объяснено влиянием провалов, а также наличием наносов и слабых по род зоны выветривания.
103
До появления разрыва сплошности |
наблюдается |
интенсив |
||||||||
ное „втяжение“ пород из зоны |
ВОС в |
направлении |
централь |
|||||||
ной части мульды. Это „втяжениец |
уменьшается |
или |
совер |
|||||||
шенно прекращается после образования трещин, |
т. е. после |
|||||||||
нарушения сплошности пород. |
|
|
грубой |
и |
умозритель |
|||||
Подобная схема, |
пока являющаяся |
|||||||||
ной, дает все же возможность объяснить наблюдающуюся |
зави |
|||||||||
симость углов |
сдвижения от физико-механических |
|
свойств |
|||||||
пород и отсутствие заметной зависимости этих |
углов от мощ |
|||||||||
ности пластов |
при сравнительно |
небольших глубинах |
разра |
|||||||
ботки. Так, в случае, представленном на рис. 28, при |
выемке |
|||||||||
нижележащего |
слоя первоначально |
образовавшаяся |
|
граница |
||||||
мульды (точка |
С) |
не претерпит существенных изменений и |
||||||||
основное сдвижение пород будет происходить |
в зоне |
раз |
||||||||
рыва сплошности. |
Глубина разработки |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
||||
Глубина разработки оказывает влияние на углы сдвижения |
||||||||||
по двум причинам |
[19]: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1) увеличение глубины ведет к изменению долевого участ ка в надугольной толще, наносов и слабых пород зоны вывет ривания. Это вызывает увеличение углов;
2) увеличение глубины вызывает выполаживание мульды и уменьшение деформаций. Поэтому точки проявления критиче ских деформаций (растяжений, наклонов, изменения наклонов) по мере увеличения глубины разработок перемещаются от края мульды к точке перегиба кривой оседаний, что также ведет к увеличению углов сдвижения.
Это увеличение, в общем незначительное (порядка 5°), отмечено К. В. Стрельниковой при анализе наблюдений в Кизеловском бассейне и А. Н. Медянцевым в Карагандинском бассейне.
Гидрогеологические условия
Выше мы отметили влияние плывунов, изменения мерзлот ного режима и дренирования пород на характер сдвижения поверхности. Все эти факторы вызывают появление региональ ных оседаний поверхности, непосредственно не связанных с прогибом пород над горными выработками. Они являются причиной образования сильно вытянутых мульд с пологими углами оседания. При определении углов по критическим де формациям выполаживание углов получается менее значи тельное.
Совершенно очевидно, что обводненность может вызывать заметное выполаживание углов сдвижения в слабых глинистых или в рыхлых отложениях (наносах). В крепких породах та кое явление отсутствует, так как обводнение не вызывает резкого изменения физико-механических свойств пород.
108
Подтверждением этого может служить, например, Гдовское месторождение сланцев. Здесь, несмотря на значительную об водненность, крепкие известняки дают крутые углы сдвиже ния (около 85°), характерные для крепких пород менее обвод ненных месторождений.
Естественная нарушенность пород
(дизъюнктивы, складчатость, кливаж, трещиноватость)
Трещины дизъюнктивных смещений, представляющие со бой поверхности ослабления пород, могут оказывать сущест-
Рис. 29. Влияние дизъюнктивного смещения на угол сдвижения 7 (D£>! трещина смещения)
венное влияние на |
углы |
сдвижения |
и |
характер |
проявления |
|||||||||
процесса. На |
рис. |
29 |
показана дизъюнктивная |
трещина DDlf |
||||||||||
согласно |
секущая |
|
породы |
толщи. |
При' ведении очистных |
|||||||||
работ на участке АВ сдвижение |
пород |
по восстанию |
пласта |
|||||||||||
распространится под |
углом |
*f2 до |
точки |
D. |
При |
отсутствии |
||||||||
нарушения |
границей |
распространения сдвижений явилась |
бы |
|||||||||||
точка С, расположенная под более |
крутым углом сдвижения f,. |
|||||||||||||
Влияние дизъюнктивных трещин |
неоднократно |
фиксирова |
||||||||||||
лось в ряде |
бассейнов |
(Донбасс, |
Челябинский |
бассейн, |
Бу- |
|||||||||
ланашское месторождение, Кузбасс и др.), |
|
|
|
сдвиже |
||||||||||
В качестве примера на рис. 30 приводятся кривые |
||||||||||||||
ний по наблюдениям на станции № 22 шахты |
имени |
Сталина |
||||||||||||
(Прокопьевский район, Кузбасс) и разрез пород под станцией. Здесь в месте выхода под наносы трещины смещения АА зафиксированынаибольшие оседания (кривая в) и горизонтальные
2i |
3 2 |
У |
o~ |
||
|
-о о - |
- о - |
|
Масштаб |
|
71ШУ' |
0 ЮО 200 300 400 500см |
|
1---1-----1------■ |
|
|