Материал: Сдвижение земной поверхности под влиянием горных разработок

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

ятное время года с обязательным тампонированием образовав­ шихся грунтовых трещин;

2) при выемке целиков на глубине //, равной или большей 20-кратной мощности пласта, но не меньше 30 м (до глубины, рассчитанной по К—50), необходимо:

а) очистные работы под логами производить только в лет­ нее время;

б) по логу укладывать деревянные лотки (сплотки), а выше участка подработки устраивать запруду для отвода воды по сплоткам;

в) учитывать возможное изменение рельефа поверхности под влиянием подземных разработок и скопление воды на осевших участках, принимая меры по предотвращению про­ никновения воды через провалы, шурфы, скважины и трещины, расположенные на этих участках;

г) во время подработки производить систематический осмотр лога и тампонировать образовавшиеся трещины;

д) после выемки угля под логом выправлять сплотки до первоначального профиля.

При вторичной подработке поверхности, ввиду более бур­ ного протекания сдвижения, указанную выше предельную глубину следует увеличивать с 20 до 30 т (где т—мощ­ ность пласта).

Вопрос подработки логов при крутом залегании пластов почти совершенно не изучен.

Е. В. Куняев, основываясь на изучении деформаций поверх­ ности, считает, что подработка логов при выемке мощных крутопадающих пластов возможна лишь с глубины не менее 50 м и при условии применения плотной пневматической и гид­ равлической закладки.

Большое практическое значение для Кузбасса имеет выяс­ нение условий выемки угля под поймами рек в связи с тем, что поймы, затопляемые в период паводков, характеризуются значительной шириной, и под ними в виде целиков законсерви­ рованы большие запасы угля.

Наносные отложения пойм состоят из рыхлых обводненных пород и часто в значительной мере представлены галеч­ никами.

Трудность выемки угля под поймами заключается в воз­ можности проникновения воды не только из галечников, но также из коренных пород, которые в районе пойм сильно обводнены.

Опыт подработки пойм крайне беден. Известны лишь три случая, имевшие место на шахтах комбината Кемеровуголь. При этом в тресте Ленинуголь на значительной площади под­ работана пойма реки Иня пластом Серебренниковским, начиная с глубины, равной 70-кратной мощности. При подработке не было обнаружено увеличения притока воды в шахту.

186

В настоящее время из-за отсутствия

достаточных данных

нельзя дать уверенных

рекомендаций по

выемке

угля

под

поймами рек.

рек,

р у ч ь е в ,

п р у д о в

и

б а л о к в

П о д р а б о т к а

Д о н б а с с е . Фактические материалы по

этому вопросу

впер­

вые

обобщены В. Д. Пирятиным в

1938 г.

[44].

Были

соб­

раны

материалы по 27 случаям выемки угля

под указанными

объектами, в том

числе

под небольшими

реками (Хрустальная,

Камышеваха, Грушевка и др.).

Анализ этих материалов позволил сделать вывод о воз­ можности подработки небольших речек, балок и прудов при от­ сутствии водопроводящих тектонических трещин при глубине разработок не менее 75-кратной мощности пласта.

В 1950 г. Донецким филиалом ВНИМИ обобщены материалы по 24 случаям подработки балок в Донбассе (табл. 67). Не­ смотря на то, что в 17 случаях подработка балок производи­ лась при К < 75, все подработки прошли благополучно. Уси­ ление притока воды и капежа наблюдалось лишь при наличии тектонических трещин.

К таким же выводам пришел старший научный сотрудник ВНИМИ Н. Н. Кацнельсон, обследовавший в 1950 г. случаи подработки балок на шахтах комбината Ростовуголь (в основ­ ном при пологом и наклонном залегании пластов).

Здесь

также

в семи

случаях из десяти выемка угля под

балками

производилась

при глубине разработок менее реко­

мендуемой

Правилами (при /(= 38 —69). При этом все

подра­

ботки прошли

благополучно, хотя в некоторых

случаях

отмечалось

усиление притока воды в горные выработки. В од­

ном случае

(подработка

балки Аюта на шахте им. Фрунзе при

А =50) вода из

балки с небольшим водотоком полностью ушла

в шахту

и русло балки

оказалось осушенным.

 

Следует отметить, что в собранных В. Д. Пирятиным ма­ териалах случаи с небольшой глубиной разработок (/(=40 и выше) относились к выемке пологопадающих и наклонных пластов под балками. Подработка речек и прудов имела место лишь при К —77 и более.

М. В. Коротков и Н. Н. Кацнельсон приводят следующие случаи благоприятной подработки прудов и речек:

1)подработка большого пруда на шахте „Кочегарка" (при /(=150 и более);

2)подработка пруда на шахте № 1 треста Красноармейскуголь (при /(=200 и более);

3)подработка речки Лугань на шахте № 4—5 „Сокологоровка" (при /(=160 и более);

4)подработка речки Грузская на шахте № 3—5 „Рясная" (при /(=113 и более);

1 8 7

5)

подработка речки Грушевка на шахте № 46 треста Шахт-

антрацит (при /С=100 и более).

 

и в других:

Опыт подработки крупных рек в Донбассе (как

бассейнах) совершенно отсутствует.

 

 

 

 

Т а б л и ц а 67

Случаи подработки балок в Донбассе по данным М. В. Короткова

 

Балки с постоянным водотоком

Б1лки без пистоянного водотока

 

кратность, при которой

число

кратность, при которой

ЧИСЛО

 

производилась подрабитка

случаев

производилась подработка

случаев

 

До 30

1

До 30

1

 

30—40

3

40—50

1

 

40—50

3

50—60

1

 

50-60

4

 

 

 

60-70

2

 

 

 

70-80

1

 

 

 

80-90

2

 

 

 

90—100

2

 

 

 

Более 100

3

 

 

На основе имевшихся фактических материалов внесены рекомендации в Правила охраны сооружений. Правила преду­ сматривают:

1) оставление охранных целиков под балками, небольшими речками, естественными и искусственными водоемами при К ме­ нее 100 (или в случае применения частичной закладки при

К< 75);

2)принятие мер предосторожности при подработке вод­

ных объектов (изучение тектоники участка, наблюдения за притоком воды и т. д.);

3)запрещение подработки водных объектов, расположен­ ных на выходах крутопадающих пластов;

4)частичную или полную выемку оставленных целиков при

ликвидации шахты (в наиболее благоприятное время года, с тампонажем и засыпкой трещин, устройством сплоток и т. д.).

Приведенные выше материалы указывают на менее благо­ приятный исход подработки водоемов в Донбассе по сравне­ нию с некоторыми другими бассейнами, что объясняется от­ сутствием мощных наносных отложений. По этой же причине здесь в сильной степени сказывается наличие тектонических трещин и водопроводящих пород. Последние, даже при веде­ нии горных работ не под водоемами, а вблизи от них или у границ оставленных иод водоемами целиков, в ряде случаев вызывали проникновение воды в горные выработки.

Такие случаи наблюдались на шахте им. ОГПУ (с затоп­ лением части выработок) при ведении очистных работ около целика под рекой Малый Несветай, на шахте № 2 „Извариио“ при подходе к целкиу под рекой Б. Каменка и т. д.

188

Помимо подработки балок, речек и прудов, в Донбассе известны случаи ведения очистных работ под затопленными выработками в вышележащих, пластах.

Так, на шахте № 47 треста Кадиевуголь проводилась вы­ емка пласта lG(гп=1,3 м, а = 8°) под старыми затопленчыми выработками при /<=80. Проникновение воды в действующие горные выработки не обнаружено.

На этой

же шахте

под затопленными

выработками при

К от 40 до

90 велись очистные

работы

на

пласте /7 1,0,

а= 18 —25°), при этом отмечался

несколько

усиленный

приток

воды лишь

в первое время. На шахте № 4—5 треста

Перво-

майскуголь

очистные работы по пласту с

мощностью

1,5 м

велись под

затопленными выработками

при К—75. Никаких

последствий

подработки

не обнаружено.

 

 

 

Имелись случаи ведения очистных работ под затопленными выработками в условиях пологого залегания пластов при К от 15 до 45 (шахта им. Лотикова треста Ворошиловуголь, шахта № 5/7 треста Донбассантрацит и др.). Однако в этих случаях отмечалось усиление притока воды.

П о д р а б о т к а в о д н ы х о б ъ е к т о в в д р у г и х б а с ­ с е й н а х . Небольшой опыт подработки речек имеется по Кизеловскому бассейну. Здесь на шахтах им. 1 Мая, имени Ленина и имени Володарского подрабатывались на отдельных участках речки Губашка, Рассольная и др. Подработки не являются ха­ рактерными, так как при сравнительно малых глубинах выемка

производилась

камерной системой, а работы с обрушением кров­

ли

имели

место

на больших глубинах (при кратности до 175

на

шахте

им.

1

Мая).

На Ткварчельском месторождении известны отдельные слу­ чаи подработки небольших речек верхним пластом при К от 40 и выше.

Значительный интерес представляют примеры подработки речек, ручьев и небольших озер на месторождениях с мощ­ ными глинистыми наносами, подстилающими дно водоемов. Здесь отмечена успешная подработка указанных водных объектов в условиях пологого залегания при/<=60,40 и даже 15-20.

§ 10. ДЛИТЕЛЬНОСТЬ ПРОЦЕССА СДВИЖЕНИЯ

Длительность процесса сдвижения представляет большой практический интерес как при решении вопросов охраны су­ ществующих сооружений, так и при строительстве новых сооружений на подработанных участках.

Общую

продолжительность

сдвижений подразделяют на

три стадии: начальную, стадию

активных сдвижений и стадию

затухания

(постепенного уплотнения обрушившихся пород).

189

Иногда ограничиваются

выделением

двух

стадий:

активной

и стадии затухания.

 

процесса и

его

отдель­

Точное определение длительности

ных стадий представляет

трудную задачу,

так

как

требует

постановки систематических наблюдений в различных условиях: на протяжении всего периода протекания процесса.

В ряде случаев задача еще более усложняется или даже становится неопределенной. В частности, это может иметь место при разработке свиты пластов, при неравномерном подвигании забоя очистной выработки, при оставлении большого числа целиков в очистном пространстве, при наличии выпучи­ вания реперов или сдвижений, обусловленных особыми гидро­

геологическими. явлениями (дренирование

пород, изменение

мерзлотного режима).

целей в большинстве случаев

Однако для практических

нет необходимости в точном

определении

длительности про­

цесса. Она может быть задана ориентировочно, без учета второ­ степенных факторов.

Инструментальными наблюдениями отмечено значительное влияние глубины разработок. Вляние других факторов почти совершенно не изучено.

В соответствии с имеющимися материалами длительность процесса в условиях отдельных типичных бассейнов может быть охарактеризована следующим образом. В Подмосковном бассейне при разработке пластов лавами активная стадия про­ цесса длится около 2 месяцев. Период, в течение которого имеют место деформации, опасные для неответственных со­ оружений (IV категории), составляет около 6 месяцев после

подработки, а весь период практически

ощутимых сдвиже­

ний — около 15 месяцев.

 

Примерно такая же длительность сдвижений зафиксирована

на шахтах треста-Украинуглестрой при

глубине разработки

около 50 м.

 

В Челябинском бассейне на основе многочисленных наблю­ дений, главным образом в условиях пологого и наклонного залегания, установлена следующая продолжительность стадий:

а) активная

стадия

 

(со скоростью

оседаний

более

50 мм

в месяц):

при

глубине

разработок

И от

30 до 50 м около

2 месяцев,

при Н от 50 до 100 м — 2—4

месяца,

при

Н от

100 до 200 м — 4—6 месяцев;

 

 

 

 

 

б) стадия затухания

(со скоростью оседаний от 50 мм в

месяц до 50 мм в год):

при Н от 30 до

50 м — около

б ме­

сяцев, при Н от 50 до

100 м — 6—12 месяцев,

при

И от 100

до 200 м — 12—18 месяцев.

 

 

 

 

стадии

В Карагандинском

бассейне в качестве активной

принято выделять период, в течение

которого

подработанная

точка получает

оседание в размере

90°/о

общей

величины,

а в качестве стадии

затухания — период с оседанием в 10% .

190