Материал: Сдвижение земной поверхности под влиянием горных разработок

В отличие от этого углы 7, заимствованные из ныне дей­ ствующих Правил охраны сооружений для отдельных бассей­ нов, обоснованы недостаточно и должны быть прокорректи­ рованы по мере уточнения указанных Правил.

Рассматриваемая классификация может быть использована: 1) при выборе углов сдвижения для расчета охранных целиков на разрабатываемых месторождениях с неизученным характером сдвижения горных пород, а также на новых место­ рождениях (в период проектирования шахт). До сих пор в указанных условиях, в соответствии с рекомендацией Правил технической эксплуатации шахт, расчет целиков производился по аналогии с другими более или менее изученными место­

рождениями.

Однако никаких указаний по выбору месторождений-ана­ логов не существовало, что часто приводило к непра­ вильному выбору параметров для расчета охранных целиков;

2)при проектировании наблюдательных станций;

3)для обоснования расчета целиков при наличии отрывоч­ ных данных об углах сдвижения р, не охватывающих всего диапазона изменения углов падения пластов;

4)при определении и задании различных параметров для предрасчета сдвижений.

При проектировании шахт во вновь осваиваемых районах определение типа месторождений производится на основе геоло­ гической характеристики и оценки крепости пород. При этом крепость пород оценивается по средневзвешенным значениям буримости, временного сопротивления пород сжатию или коэффициентов шкалы Протодьяконова.

Вкачестве весов при вычислении средневзвешенных зна­ чений принимается процентное участие главнейших пород в разрезе покрывающей толщи.

Наиболее надежными признаками, характеризующими кре­ пость пород, являются результаты лабораторного определения

временного сопротивления пород сжатию (на образцах, при­ готовленных в форме кубиков или цилиндров 5 x 5 см).

При выборе параметров для расчета целиков на разрабаты­ ваемых месторождениях с неизученным характером сдвижения горных пород отнесение месторождений к тому или иному типу по классификации необходимо производить, исходя из совокупности всех трех признаков. В последнем случае пред­ почтение следует отдавать наиболее точному признаку — вели­ чине угла 8, определяемой работниками маркшейдерской службы по данным кратковременных или выборочных наблюдений. В районах, имеющих перспективное значение, выбранные таким образом параметры для расчета целиков впоследствии должны уточняться путем постановки длительных наблюдений.

В целях гарантии сохранности сооружений для расчета целиков принимаются минимальные углы из числа выбранных1

по различным признакам. При выборе углов только по одному из признаков углы снижаются путем отнесения того или иного месторождения к соседнему типу с более пологими углами сдвижения.

§ 8. ВЕЛИЧИНА ОСЕДАНИЯ ПОВЕРХНОСТИ

Выше были приведены кривые распределения оседаний в мульдё сдвижений при выемке горизонтальных, пологопадаю­ щих, наклонных и крутопадающих пластов.

С точки зрения количественной характеристики деформаций поверхности значительный интерес представляет величина наи­ большего оседания т)0,

От этой величины зависят:

1) средние и максимальные наклоны кривой оседаний, свя­ занные прямой зависимостью с т)0 и обратной — с размером края мульды L'\

2) наибольшие горизонтальные сдвижения и деформации при горизонтальном и пологом залегании пластов;

3) наибольшие горизонтальные сдвижения и деформации в случае наклонного и крутого залегания при прочих равных условиях |(при одном и том же угле падения и одинаковой мощности наносов).

Вид функциональных связей указанных деформаций с опре­ деляющими их факторами в настоящее время надежно не

установлен. В первом приближении их связывают с > ]f>

р и т. д. (где т — мощность пласта, И — глубина разработок).

Как указывалось выше, наибольшее оседание приурочено к определенному участку мульды, положение которого зависит от угла падения пласта. В случае образования провалов под величиной т)„ понимается наибольшее оседание в мульде, исключая зону провала.

Величина T 0 зависит от следующих факторов:

1)характера (крепости) пород надугольной толщи;

2)вынимаемой мощности пласта;

3)угла падения;

4)глубины разработок;

5)формы и размеров выработанного участка;

6)способа управления кровлей;

7)полноты выемки;

8)степени нарушенности пород.

При прочих равных условиях величина оседания при креп­ ких породах меньше, чем при слабых. Это объясняется раз­ личной „жесткостью" прогибающихся слоев и вытекающей отсюда различной степенью зависания пород при прогибе.

Так, например, в Челябинском бассейне (табл. 60) при малых глубинах разработки, при пологом залегании величина

162

наибольшего оседания в среднем достигает 0,8—0,9 т {т — вынимаемая мощность пласта). В Кузнецком и Карагандинском бассейнах она меньше (табл. 61, 62). Примерно такой же ве­ личины (0,75 т) она достигает в Черемховском бассейне. В

1)с увеличением мощности увеличивается прогиб слоев толщи над зоной беспорядочного обрушения пород, что ведет

кувеличению величины оседания;

2)происходит более интенсивное разрушение прогибаю­ щихся пород и увеличивается высота зоны наибольших осе­

даний (рис. 2). Это также ведет к увеличению т]0. Практически величину наибольшего оседания при прочих равных условиях можно считать пропорциональной вынимаемой мощности.

Угол падения оказывает существенное влияние на величину оседаний поверхности. Вследствие прогиба слоев толщи в направлении, близком к нормали к напластованию, увеличение угла падения вызывает уменьшение вертикальной составляю­ щей сдвижений. При негоризонтальном залегании пласта (см. рис. 14)

где т]0— наибольшее оседание (наибольшая вертикальная со­ ставляющая сдвижения);

%— вектор наибольшего смещения перпендикулярно на­ пластованию (на контакте коренных пород с нано­ сами);

а— угол падения пласта.

Соотношение (3) справедливо для широкого диапазона изменения а (исключая-падение, близкое к вертикальному).

В табл. 63—64 в качестве примера приводятся величины наибольших оседаний по данным наблюдений в Карагандинском (наклонное и крутое залегание) и Кузнецком (крутое зале­ гание) бассейнах. Из табл. 64 следует, что при выемке круто­ падающих пластов без образования провалов (при глубине разработки 140 м и более) величины оседаний несколько больше, чем в условиях образования провалов.

Это явление объясняется подбучиванием кровли пласта за счет перепуска породы и наносов.

Форма выработанного пространства и полнота выемки опре­ деляют степень развития мульды сдвижений, влияя тем самым и на величину оседаний поверхности. При сложной конфигу­ рации выработанного пространства и при оставлении в очиспюм пространстве большого числа целиков величина оседаний уменьшается.

Таблица 60

Наибольшие оседания поверхности по данным наблюдений в Челябинском бассейне

(по данным И. А. Петухова)

Т а б л и ц а 61

Наибольшие величины оседаний поверхности при пологом и наклонном падении пластов

(Кузбасс, по данным Е. В. Куняева)

Т р е с т Ле- л и н у г о л ь

164

Наибольшие оседания поверхности при пологом залегании пластов

(Карагандинский бассейн, по данным А. Н. Медянцева)

165