Материал: Сдвижение земной поверхности под влиянием горных разработок

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

С. Г. Авершиным для определения наибольшего оседания т/0, абсциссы точки перегиба и других параметров. Этот метод получил широкое освещение в литературе [1], [8], [25].

Распределение сдвижений и деформаций в мульде

Выше, на рис. 3—13 и 17—19, было показано распреде­ ление сдвижений и деформаций в главных сечениях мульды в различных условиях. В дополнение к этим схемам в табл. 71 приводятся величины, характеризующие местоположение ха­ рактерных точек по данным наблюдений в Донбассе (наблю­ дательные станции № 7, 9—13, 19а, 35, 44, 47, 53, 58, 62, 65, 69, 83 -85, 99).

В этой таблице положение характерных точек определяется расстояниями от точки максимума оседаний, выраженными в долях полумульды. Последняя в свою очередь (см. § 1, раз­ дел II) определяется на разрезе вкрест простирания пласта графически построением угла 6.

Указанные выше схемы и табл. 71 позволяют судить о расположении характерных точек кривых сдвижений и дефор­ маций. Положение точек с промежуточными значениями рас­ сматриваемых функций по этим схемам может быть определено

лишь

ориентировочно,

путем

изменения горизонталь­

ного

масштаба кривых

в соответствии с фактическим разме­

ром мульды. И только для вертикальной составляющей сдви­

жений (оседаний) в настоящее время

имеются

более точные

способы определения

промежуточных

значений.

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 71

Расположение характерных точек мульды сдвижений при пологом

и наклонном залегании пласта

 

 

(Донбасс, по данным П. Ф. Гертнера)

 

 

 

 

Расстояние от точки максимального

Характерные точки кривых

сдвижений

оседания к

границе мульды

 

 

 

и деформаций

при пологом и гори­

при наклонном

 

 

 

 

зонтальном залегании

залегании

Максимальный наклон

кривой оседаний

 

 

 

(точка перегиба кривой

оседаний) в сто­

0,5 L з

 

0,7

рону восстания пласта

................................

 

 

То же, в сторону падения............................

 

0,5 L]

 

0,51\

Нулевое значение наклона кривой оседа­

 

 

 

ний ...................................................................

 

В точке максимума оседаний

Максимум неравномерности наклонов в сто­

 

 

 

рону восстания пласта................................

 

 

0.81 \

|

0,8 L\

То же, в середине мульды............................

В точке максимума оседаний

201

Продолжение табл. 71

Расстояние от точки максимального

оседания к границе мульды

Характерные точки кривых сдвижений

 

и деформаций

при наклонно»

при'пологом и гори­

зонтальном залегании

залегании

То же, по падению пласта...........................

0,8Lj

0,8 L\

Нулевое значение неравномерности накло-

 

р

а

нов в сторону восстания пласта . . . .

0,5 L%

0,6L 2

То же, в сторону падения пласта ................

0.5 L[

0,61\

Максимум растяжения в сторону восстания

0,9 L*2

0,9 L2

пласта ..............................................................

 

Максимум сж атий...........................................

В точке максимума

0,4 L2

Максимум растяжений в сторону падения

оседаний

 

0,8L\

 

пласта

...........................................................

0,6 L\

Нулевое значение горизонтальных дефор­

 

р

0.81\

маций в сторону восстания пласта . . .

0,712

То же, в сторону падения пласта................

0,5 l \

0,41\

Максимум

горизонтальных сдвижений в

 

 

 

сторону восстания пласта............................

В точке перегиба

0,7 L2

То же, в сторону падения пласта

кривой оседаний

 

То

же

0,3 L[

Нулевое значение горизонтальных сдвиже­

 

 

 

ний ...................................................................

 

В точке максимума

0,4 L2

 

 

оседаний

 

Пр и м е ч а н и е . Через L[ и L2

обозначены

размеры

полумульды

в сторону падения и восстания пласта (рис. 39).

 

 

Так,

для условий горизонтального и весьма пологого зале­

гания (или в сечении по простиранию пласта) проф. С. Г. Авершин [1], [8] рекомендует формулу

/

X

\4.B8

,

а

 

Ч - Ч . ( 1 - Щ 7 )

*

Т ’

<27)

где т) — оседание в точке

с абсциссой

х

(начало координат со*

ответствует точке

наибольшего

оседания, ось ох — го­

ризонтальна);

 

 

 

 

 

т)о — наибольшее оседание;

кривой оседаний;

 

I — абсцисса точки перегиба

 

£— основание натуральных логарифмов.

П.Ф. Гертнер на основе фактических наблюдений дает распределение оседаний в мульде, приведенное в табл. 72.

Для главных сечений, в которых при заданных геологи­ ческих и горноэксплуатационных условиях возможно образо-

202

вание мульды тарелкообразной формы (§ 1, раздел II), рас­

чету сдвижений должно

предшествовать построение плоской

части

bd дна мульды (рис. 40).

Из се­

Это построение выполняется следующим образом.

редины выработки—точки

Вх проводят линию BtA под углом 6.

. ' На

этой линии

откладывают отрезок ВгА —L Ск, где L —

длина

выработки

по падению пласта, Ск—эмпирически

опреде-

д

Рис. 39. К определению длин

Рис. 40. Определение границ пло-

полумульды

ской части дна тарелкообразной

 

мульды

ляемый коэффициент (§ 8, раздел II). Затем точка А соединяется

прямыми с границами выработки.

Точки пересечения В и К

этих прямых с поверхностью земли определят границы плоской части мульды bd.

В случае тарелкообразной мульды за начало отсчета абс­ цисс, определяющих положение характерных точек кривых сдвижений и деформаций, принимаются точки В и /<.

Т а б л и ц а 72

Распределение оседаний в мульде при пологом и наклонном залегании пласта

(Донбасс, по данным П. Ф. Гертнера)

В сторону падения пласта

В сторону восстания

 

расстояние от точки макси-

величина

расстояние от

точки макси­

величина

оседаний

оседаний

мума оседаний

в •/, от

мума оседаний

в V* от

%

%

%

Чо

0,25 L\

85

0,25 L2

80

0,5 L\

58

0,5

L2

50

0,75 L\

36

0,75 L\

27

Приведенные выше схемы, формула (27) и табл. 71 и 72 дают ориентировочное представление о распределении сдви­ жений и деформаций при первичной подработке поверх­ ности.

203

Так, проф. С. Г. Авершин для условий горизонтального и пологого залегания рекомендует формулу

 

 

 

 

« ■ - ( £ )

= 0,9 7 .

 

(30)

 

 

 

 

 

 

 

\а л /макс

*

 

 

Г Д 6

/м акс

максимальное

значение наклона,

мм/м;

 

т]0 — наибольшее оседание, мм;

 

оседаний, м.

 

I — абсцисса точки

перегиба кривой

Указанное соотношение получено как производная от урав­

нения кривой оседаний (27).

 

 

 

 

Величины

7]0 и

/,

входящие в

 

 

 

 

выражение (30),

при

наличии

 

 

 

 

соответствующих условий

мо­

 

 

 

 

гут

быть

определены

по дан­

 

 

 

 

ным

частотных (кратковремен­

 

 

 

 

ных) наблюдений. В противном

 

 

 

 

случае т)0

находится расчетом

 

 

 

 

по формуле (4), а / из соот­

 

 

 

 

ношения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

l = J L

 

0,5 Г ,

 

(31)

 

 

 

 

 

 

2 .13

 

 

 

 

 

Рис. 41. Примерная

схема распреде­

где

U — размер края

мульды,

 

т.

е.

расстояние

ме­

ления наклонов в

мульде при поло­

 

гом и наклонном залегании пласта:

 

жду

точкой

макси­

J—кршзал оседании; 2—кривая наклонов

 

мального

оседания и

 

 

 

 

 

границей

мульды (определяется графически на верт и

 

кальном разрезе по углам сдвижения и б).

Для среднего наклона рекомендуется

формула

 

 

 

 

 

;

_

Уо

0,51макс •

 

 

(32)

 

 

 

 

 

*ср

— 27

 

 

При наклонном и

крутом залегании

пласта

(до 60°) проф.

С. Г. Авершин рекомендует следующий способ определения icp и £иакс в главном сечении мульды вкрест простирания пласта.

Из середины выработки А в коренных породах проводят линию Аа под углом наклона б (рис. 42). Точка а будет яв­ ляться точкой максимального сдвижения на контакте корен­ ных порол с наносами. Вектор этого сдвижения ас направлен

нормально

к

плоскости

напластования. Величина вектора ас

определяется

по формуле

___а __ т,

(33)

 

 

Ъ

 

 

 

о - \~ у Нн

 

где а — некоторая постоянная (в среднем принимается

равной

от

22 до 25);

 

 

Нн— расстояние между точками А и а;

 

т — вынимаемая мощность пласта.

 

205