Материал: Сдвижение земной поверхности под влиянием горных разработок

длительного времени не исключает возможности успешной их подработки.

Таким образом, единственно правильным путем расчета является такой путь, при котором прежде всего учитываются величины, последовательность проявления и время протекания местных деформаций, а конечные деформации получаются суммированием местных.

Этот путь неизбежен не только при изучении деформаций, связанных с выемкой смежных горизонтов или участков, но также и при предрасчете деформаций, вызываемых горными разработками нескольких пластов.

§ 9. О БЕЗОПАСНОЙ ГЛУБИНЕ РАЗРАБОТОК

Прежде всего йоясним смысл безопасной глубины. Для этого обратимся к рис. 37, где представлен вертикальный раз­ рез толщи пород по линии, параллельной забою очистной выработки при горизонтальном залегании пласта.

Рис. 37. Затухание деформаций при увеличении глубины разработок

На этом рисунке в крупном масштабе изображены кривые оседаний /, растяжений 2 и наклонов 3 на горизонтах ВВ и

DD. Расстояния указанных горизонтов от пласта соответственно обозначены Нх и Н2.

Пусть наибольшее оседание на горизонте ВВ равног т|0, а на горизонте DD—r{Q. Как было показано выше, в области ча­

шеобразных МУЛЬД < Т)0.

176

Размер L"2 края мульды на горизонте DD равен

Для тарелкообразных мульд L" возрастает пропорционально глубине. Для чашеобразных мульд это возрастание более медленное.

Уменьшение наибольшего оседания и увеличение размера края мульды по мере возрастания глубины ведет к выполаживанию кривых 2, 3 и уменьшению деформаций.

Так, например, максимальное значение наклона в точке пе­ региба кривой оседаний

уменьшению оседания, сколько увеличению размера края мульды.

В настоящее время, ввиду слабой изученности функцио­ нальной зависимости между величинами деформаций и факто­ рами, их определяющими в различных условиях залегания, безопасные глубины задаются в виде так называемых коэф­

ными глубине разработки и прямо пропорциональными мощно­ сти пласта.

Такой способ задания безопасной глубины следует рассмат­ ривать как первое приближение. Фактически появление дефор­ маций, безопасных для охраняемых сооружений, зависит от глубины разработки, размера выработки и наибольшего осе­ дания т)0.

Однако величина наибольшего оседания и размер выра­ ботки связаны прямой зависимостью. Кроме того, на уголь­ ных шахтах, как правило, горные работы'имеют большое раз­ витие по площади.

При таких условиях влияние размеров выработки незна­ чительно и игнорирование его при определении коэффициен­ тов безопасности не имеет решающего значения.

Что же касается наибольшего оседания, то оно далеко не всегда пропорционально мощности т и, например, в До­ нецком бассейне колеблется в пределах от 0,25 — 0,3 т до 0,8 т.

Значительные колебания % обусловливают приближенный характер задаваемых безопасных глубин и различную степень повреждения сооружений при подработке их на одной и той же глубине, при одинаковой мощности пласта.

Задание коэффициентов безопасности в виде соотношения (19) неудобно еще в том отношении, что оно не может быть распространено на случаи разработок с закладкой. Так, для шахт треста Ленинградсланец при вынимаемой мощности пла­ ста около 2 м и глубине разработок 80—130 м кратность К колеблется в пределах 40—65. На самом деле это К нельзя брать в расчет при сопоставлении с коэффициентом безопас­ ности Донецкого бассейна.

Вследствие выкладки бутовых полос на сланцевых шахтах оседание поверхности не превышает 0,50—0,53 м, что в обычных условиях Донбасса соответствует выемке пласта мощностью в 1 м. Следовательно, сравнимая с условиями Донбасса вели­

пасной глубины не к мощности пласта, а к величине наиболь­ шего оседания т;0, т. е.

вались, исходя из опыта подработки сооружений, и косвенно, путем сравнения деформаций земной поверхности при различ­ ных глубинах разработки с деформациями, допустимыми для сооружений той или иной категории охраны.

Второй путь использовался при задании безопасных глубин для сооружений I и отчасти II категорий, случаи подработки которых крайне редки или совершенно отсутствуют.

178

ны недостаточно и нуждаются в уточнении. В Кизеловском бассейне безопасные глубины также обоснованы недостаточно, так как имевшиеся здесь случаи подработки различных объектов крайне ограничены [58].

Аналогичное положение имеет место в Кузбассе, где имеет­ ся незначительный опыт подработки главным образом двух­

по аналогии с Карагандинским бассейном, ввиду чего они также

зависимости этих глубин от конфигураций, размеров и конструк­ тивных особенностей зданий. Сюда же следует отнести значи­ тельное колебание деформаций земной поверхности при одних и тех же значениях кратности, недостаточную изученность связи деформаций с факторами, их определяющими, и т. д.

Указанные обстоятельства заставляют относиться к реко­ мендуемым значениям безопасных глубин как к приближен­ ным величинам, гарантирующим лишь от появления в зданиях опасных деформаций, вызывающих значительные разрушения.

Более точное решение вопроса о возможности подработки тех или иных ответственных сооружений может быть дано на основе предварительного расчета сдвижений.

В настоящее время по различным бассейнам накоплен зна­ чительный опыт подработки сооружений и водных объектов, позволяющий судить о безопасных глубинах. Ниже приводят­

дома, школы, клубы, больницы и т. п.) в Д о н б а с с е . В § 2 были упомянуты материалы, использованные при назначении безопасных глубин в ныне действующих Правилах для Дон­ басса. Следует указать, что эти материалы оказались недостаточ­ ны для обоснования классификации сооружений и безопасных глубин, особенно в отношении объектов I и II категорий ох­ раны, так как имевшиеся случаи подработки относились глав­ ным образом к сооружениям IV, III и отчасти II категорий охраны.

ре IV, четыре III и пять II категорий.

В большинстве случаев разрушения и сильные деформации зданий объяснялись подработкой их на глубине, меньшей до­ пускаемой Правилами. Так, из 8 случаев сильной деформации

ющем большинстве случаев гарантируют от значительных де­ формаций;

2) наблюдающиеся деформации имеют различную степень интенсивности, что объясняется не только колебанием число­ вых значений деформаций грунта при одной и той же кратности К,

Наряду с этим отмечены случаи появления разрушительных деформаций при глубине разработок больше допускаемой Пра­ вилами.

лям, требования охраны которых усилены в Правилах, исходя из назначения, а не сложности и этажности этих зданий. Под­ работка многоэтажных зданий II категории связана со значи­ тельно большим риском, что требует повышения безопасной глубины, регламентируемой Правилами. На необходимость этого указывает, в частности, большой разрыв между число­ выми значениями коэффициентов безопасности для сооруже­ ний I и II категорий в Правилах.

В 1951 г. Донецкий филиал ВНИМИ выполнил работу по составлению более дифференцированной классификации охра­ няемых сооружений, с некоторым увеличением коэффициентов

180