Материал: Сдвижение земной поверхности под влиянием горных разработок

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

деформации (кривая б) поверхности, тогда как при отсут­ ствии трещины эти оседания имели бы место над нижней гра­ ницей очистных работ (рис. J8).

Обычно при выемке мощных крутопадающих пластов в Прокопьевском районе на краю мульды, ограниченном углом р,

наблюдается спокойное

и медленнее затухание деформаций

по мере приближения к

границе мульды.

Наличие дизъюнктивных смещений ведет к перераспреде­

лению деформаций и резкому усилению их в

местах

выхода

трещин.

углов

сдвижения под

влиянием

дизъюнктив­

Изменение

ных трещин зависит от ориентировки

трещин

и

их

располо­

жения относительно зоны влияния горных

разработок. По­

скольку последние могут быть самыми различными,

увязка

углов сдвижения с тектоническими условиями

того

или

иного участка

является

задачей крайне неопределенной.

По­

этому определение углов сдвижения следует производить при отсутствии дизъюнктивных трещин, а возможное влияние по­ следних учитывать при расчете охранных целиков и опреде­ лении района влияния горных разработок. Такой путь решения задачи соответствует действующим Правилам охраны сооруже­ ний, где углы сдвижения задаются для ненарушенной толщи.

Влияние складок менее изучено. Специальные наблюдения для изучения этого вопроса были поставлены в крайне огра­ ниченных масштабах под руководством Е. В. Куняева в Про­ копьевском районе. Этими наблюдениями отмечено увеличе­ ние оседаний и деформаций в местах выхода на поверхность осевых плоскостей синклинальных складок (рис. 31). Такое явление, очевидно, объясняется ослаблением пород в зоне осевой плоскости.

Роль кливажа до настоящего времени остается недостаточ­ но выясненной. Имеющиеся данные по Криворожскому желе­ зорудному месторождению позволяют считать, что сдвижение горных пород по плоскостям кливажа и отдельности наблю­ дается на рудных месторождениях, сложенных весьма креп­ кими породами, при выемке мощных залежей с быстрой и одно­ временной посадкой кровли. В этом случае зона оседаний по­ верхности отсутствует или почти отсутствует и весь процесс ограничивается обрушением. Наоборот, на угольных и рудных месторождениях, сложенных менее крепкими породами и раз­ рабатываемых с постепенным и непрерывным обрушением кровли, на краях мульды всегда образуется зона оседаний, возникающих за счет „втяжения“ пород из краевых частей мульды. Подобное „втяжение* никак не может быть объяс­ нено движением пород по плоскостям кливажа и было бы не­ возможно, если бы прочность пород массива в целом оказы­ валась меньше силы сцепления по плоскостям кливажа.

Очевидно, в породах угольных месторождений если и имеет

место сдвижение по плоскостям кливажа, то оно наблюдается

взоне интенсивного прогиба пород с разрывом сплошности.

Вкраевых частях зоны сдвижений и в зоне прогиба без разрыва сплошности определяющим является не кливаж, а физико-механические свойства пород. На это, в частности, указывает различная связь углов сдвижения с углом падения пластов в породах различной механической прочности.

Способ управления кроцлей

По вопросу влияния частичной закладки (бутовые полосы) на характер сдвижения поверхности существуют противоре­ чивые мнения. Анализируя этот вопрос, различные авторы приходят к противоположным выводам. Одни считают, что выкладка бутовых полос вызывает более плавный характер сдвижения горных пород, не оказывая заметного влияния на величины конечных деформаций (наиболее распространенный взгляд). Другие высказываются в противоположном смысле.

Очевидно, в данном случае нельзя давать общего правила. Все будет зависеть от характера пород кровли выработки. В ряде случаев, при наличии крепких пород, последние, оседая без обрушения на бутовые полосы, мешают заполнению про­ странства между полосами. В этих случаях бутовые полосы вызывают уменьшение оседаний и некоторое увеличение углов сдвижения.

В тех случаях, когда этого не происходит и пространство между полосами целиком заполняется обрушившейся породой, сдвижение вышележащей толщи характеризуется теми же ве­ личинами, как и при работе с полным обрушением кровли. Применение полной закладки материалом, доставляемым извне, ведет к резкому уменьшению деформаций пород. Одновремен­ но с этим наблюдается некоторое увеличение углов сдвижения.

В 1951 г. Е. В. Куняевым было произведено сравнение фак­

тических углов сдвижения (3

с углами, рекомендуемыми

но­

вым проектом Правил охраны сооружений для

Кузбасса

(для

сооружений I категории охраны (3 =

75° — 0,8 а,

но не

менее

30°; для II категории (3 =

80° — 0,8 а,

но не менее 34°; для

III

категории (3= 85° — 0,8 а,

но

не менее 37°).

 

 

 

Для сравнения были использованы данные 22 наблюдатель­ ных станций Прокопьевско-Киселевского района (табл. 22). При

этом в I группу

вошли 3

станции, заложенные

над участ­

ками с полной закладкой, и 5 станций, заложенных

над

уча­

стками, где оставалось значительное число целиков

нару­

шений и т. д.), обусловивших неполное

развитие

сдвижений.

Полученные

отклонения

показывают,

что при

выемке пла­

стов с закладкой и оставлением

большого

числа целиков

углы сдвижения обнаруживают тенденцию к увеличению.

На этом основании в новый проект

Правил

для

Кузбасса

внесена рекомендация увеличивать

углы сдвижения

(3 при при-

114

 

 

 

 

 

 

 

Та б л и ц а

22

Отклонение фактических углов сдвижения р f

 

 

 

рассчитанных по формулам Правил 1951 г., град.

 

 

 

 

 

 

Категория охраны сооружении

 

Критерии, по которым

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

определялись углы

 

I

 

 

II

 

 

 

III

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I. Р а б о т ы с з а к л а д к о й и о с т а в л е н и е м ц е л и к о в

 

Вертикальные смещения . .

-1 ,5 + 1 5

 

(5)

-2 ,5 + 1 2

(5)

— 2 + 9

+

5,3

 

+ 4,3

 

+

4,9

(6)

 

 

 

 

Горизонтальные деформации

• 5 + 1 0

 

(5)

+4,5+8,5

(4)

+ 4 + 1 1

+

6,9

 

+ 7

 

+ 8,1

(3)

 

 

 

 

Н аклоны ...............................

+ 11 + 18

 

+7,7+18,5

+5,9 + 37

+

15,5

 

(5)

+ 14

 

(4)

+ 20,8

(3)

 

 

 

 

Изменение наклонов

. . .

+ 6+ 32

 

 

+2.9+14,6

+ 1,8+ 15,4

.+

Н.5

 

15)

+ 10

 

(5)

+ 8,2

(5)

 

 

 

 

II. Р а б о т ы

с о б р у ш е н и е м

к р о в л и

 

 

 

 

Вертикальные смещения

 

2 + 6

(14)

-4 + 6

(14)

— 5 + 5

(И )

 

+ 1,8

+ 0,4

 

0,8

 

 

Горизонтальные деформации (не опре­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

делялись) . . : ...............................

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Наклоны

 

. . — 1 + 16

 

 

— 4 + 14

 

 

+ 1 + 2 5

 

 

 

+

6,4

 

 

+ 5,0

 

 

+

9,7

 

Изменение наклонов

 

0 + 9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+4,3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

П р и м е ч а н и е . В таблице указаны: в числителе пределы колебания отклонений; в знаменателе — среднее; в скобках— число сравнений.

менении гидравлической закладки. Ввиду малого объема на­ блюдений рекомендуется увеличивать углы на 5° только для сооружений II и III категорий охраны.

Нарушенность пород ранее произведенными очистными

работами

Проведение горных работ под нарушенной толщей пород (при повторных подработках) по вполне понятным причинам должно сопровождаться уменьшением углов сдвижения. На это, в частности, указывает отмеченное выше по данным наблюдений в Донбассе выполаживание углов 7 при наличии старых работ по восстанию пласта.

8*

115