Материал: Сдвижение земной поверхности под влиянием горных разработок

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

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------■