Материал: Сдвижение земной поверхности под влиянием горных разработок

При наклонном и крутом залегании пластов (25 < а <60°) рекомендуется следующий путь определения максимальных значений горизонтального сдвижения и горизонтальных де­ формаций [7]:

1) вычисляется вектор наибольшего нормального сдвиже­ ния т)н (см. формулу (33) и рис. 42);

2) определяется максимальное горизонтальное сдвижение

Т а б л и ц а 74

Максимальные значения горизонтальных деформаций по данным наблюдательных станций (Донбасс)

216

Продолжение табл. 74

Донецким филиалом ВНИМИ был составлен график зависи­ мости емакс и е^акс от средней кратности выемки способом, анало­

гичным описанному выше для определения iuакс и АгмаКс • Для составления графика использованы данные наблюдений при первичной подработке поверхности в Донбассе (табл. 74). Ре­ зультаты наблюдений наложены на график и по ним построена усредняющая кривая (рис. 49). График указывает на отсут­ ствие достаточно выраженной зависимости между горизонталь­ ными деформациями и /Сср. Разброс отдельных значений емакс

и емакс относительно усредняющей кривой весьма значителен, что делает график мало надежным для определения горизон­ тальных деформаций.

Еще хуже получилось с максимальными горизонтальными сдвижениями (табл. 75). Для них никакой зависимости от /СсР установить не удалось, вследствие чего от составления гра­ фика пришлось вообще отказаться.

217

Отмеченный разброс объясняется принятием в качестве аргумента кратности выемки. В настоящее время недостаточно ясно, с чем следует связывать горизонтальные сдвижения и деформации даже при отсутствии наносов. На этот вопрос не дают уверенного ответа и теоретические исследования. Так, рассматривая надугольную толщу как сплошной однородный массив и применяя теорию упругости, мы получаем выраже­ ние, в котором горизонтальные деформации связаны обрат­ ной зависимостью с первой степенью глубины разработок Я, тогда как, исходя из аналогии с прогибающейся балкой, это выражение получается другого вида (обратная зависимость, приблизительно, второй степени И).

Т а б л и ц а 75

Максимальные значения горизонтальных сдвижении по данным наблюдательных станций (Донбасс)

П р и м е ч а н и е . В табл. 74 и 75 дробью обозначено: в числителе— пределы колебаний, в знаменателе—среднее, в скобках—количество оп­ ределений.

218

работки наклонно залегающих пластов при наличии наносов. Как указывалось в § 1 раздела II, горизонтальные деформации коренных ьпород на контакте с наносами резко отличны от де­ формаций земной поверхности.

Это обстоятельство не учитывается в достаточной степени изложенными выше способами расчета горизонтальных сдви-

Рнс. 49. График зависимости максимальных горизонтальных деформаций от средней кратности выемки (цифрами обозначены номера наблюдательных станций, использованных для построения графика)

деформаций в сечении вкрест простирания пласта. При расчете деформаций в главном сечении мульды по простиранию пласта возможны два случая:

1) когда необходимо знать конечные деформации на гра­ нице выемочного участка (т. е. когда интересующее нас со­ оружение попадает на край мульды по простиранию в месте остановки забоя выработки);

2) когда нас интересуют деформации на движущемся краю мульды (сооружение на этом краю находится только в период прохождения забоя очистной выработки).

В первом случае принципиально применимы все приведен­ ные выше формулы и графики для расчета сдвижений и де­ формаций при горизонтальном залегании и при пологом зале­ гании в сечении вкрест простирания пласта. При этом длина края мульды L" может быть определена построением от за­ боя выработки угла сдвижения 8 в сторону целика и угла наклона 0' линии, соединяющей точку забоя со второй гра­ ницей края мульды. Угол 0 'может быть задан по фактическим

219

данным, полученным из наблюдений (иногда его принимают равным 45°).

Во втором случае расчет связан с большими трудностями, так как деформации зависят от скорости подвигания забоя. Однако, поскольку они заведомо меньше деформаций вкрест простирания, их можно не определять, ограничившись опре­ делением деформаций в сечении вкрест простирания.

Расчет сдвижений в толще пород

Необходимость в этом расчете возникает при решении вопросов, связанных с разработкой сближенных пластов и с выемкой угля под горными выработками и водоемами. Однако значение расчета далеко не исчерпывается перечисленными задачами. Не представляя себе механизма сдвижений всей толщи в целом, нельзя надеяться на успешное решение за­ дач, связанных с расчетом сдвижений земной поверхности.

Несмотря на то, что наши представления о процессе сдви­ жений горных пород в последние годы продвинулись далеко вперед, мы все еще не располагаем достаточно обоснованным

истрогим методом расчета сдвижений в толще.

Вчастности, имеющиеся по этому вопросу предложения проф. С. Г. Авершина, как об этом справедливо заявляет и сам автор, не являются окончательно доработанными.

С. F. Авершин [6] в своем предложении основывается на представлениях, вытекающих из опыта изучения сдвижений в натуре и на моделях. Согласно этим представлениям, сдви­

жение пород толщи в некотором отношении подобно тому, как это имеет место при изгибе балки, заделанной по концам. Такое представление с некоторыми допущениями позволяет получить кривые нормальных прогибов линий в плоскости на­ пластования и, руководствуясь последними, определить верти­ кальные и горизонтальные составляющие сдвижения в различ­ ных точках толщи и на земной поверхности.

Ход построений в общих чертах состоит в следующем. Пусть на разрезе вкрест простирания (рис. 50) АВ — очистная выработка, вызвавшая сдвижение вышележащей толщи. Тре­ буется установить картину сдвижений в этой толще.

Пользуясь углами сдвижения, оконтуривают зону влияния горных разработок. Затем под углом наклона 0 из середины выработки проводят линию СМ — геометрическое место точек с наибольшими оседаниями.

За пределами зоны беспорядочных обрушений в плоскости напластований выбирают характеристическую линию M'N. Для

2 2 0