Материал: Сдвижение земной поверхности под влиянием горных разработок

Затем, деля отрезки М'О и ON пополам, находят точки а и Ь, соответствующие точкам перегиба кривой нормальных прогибов. В этих точках величины прогиба аа! и bb' прини­ маются (исходя из свойств кривой оседаний поверхности) рав­ ными 0,5 наибольшего прогиба Od. Имея точки М! , a',d,b',N , по ним от руки проводят кривую нормальных прогибов M'a'db’N характеристической линии.

Рис. 50. К расчету сдвижений в толще пород

Горизонтальная и вертикальная составляющие сдвижения в любой точке характеристической линии определяются умно­ жением величины нормального прогиба на синус и косинус угла наклона характеристической линии (угла падения пласта). Так, например, в точке О горизонтальная составляющая сдви­

жения будет равна Od • sin а, а вертикальная Od • cos а. Таким образом, при определении горизонтальной и вертикальной со­ ставляющих нормальный прогиб принимается за вектор нор­ мального смещения.

Сдвижения в других точках массива, в том числе на кон­ такте коренных пород с наносами и на поверхности земли, могут быть получены построением кривых нормальных проги­ бов других линий (7—/, 2—2 и т. д.), проведенных в плоско­ стях напластования. Эти кривые строятся аналогично тому, как это делалось при построении кривой прогиба характери­ стической линии (вычислив по формуле (33) наибольшие про­ гибы в точках М и 0') или перенесением нормальных прогибов

221

характеристической линии проектирующими прямыми 7'—/", 2'—Т и т. д. Последние строятся путем деления углов между линиями АЕ, СО' и СО'} BN на равные части. Затем по най­ денным нормальным прогибам, принимая последние за векторы нормальных сдвижений, определяют горизонтальную и верти­ кальную составляющие сдвижений.

Так, для точки О' горизонтальная составляющая равна

O'd' -sin а, вертикальная O'd' ■cos а. Зная наибольшее гори­ зонтальное сдвижение в точке О', можно по формуле (50) определить максимальное растяжение. По найденным значе­ ниям составляющих сдвижения в различных точках земной поверхности проф. С. Г. Авершин рекомендует строить кри­ вые горизонтальных и вертикальных сдвижений (оседаний).

Изложенный способ проф. С. Г. Авершин рекомендует применять при углах падения пласта от 30 до 60°. Это способ имеет следующие недостатки:

1)не учитывается возможность образования тарелкообраз­ ной формы прогиба характеристической линии;

2)величина нормального прогиба вычисляется по формуле (33), которая, как уже отмечалось выше, является ненадежной;

3)прогиб слоев отождествляется с нормальной составляю­ щей сдвижений. Между тем в краевых частях мульды нор­ мальная составляющая и нормальный прогиб могут обнару­ живать резкое несовпадение;

4)не учитывается отмеченное выше (§ 1, раздел II) несо­

ответствие между сдвижениями наносов и коренных пород при негоризонтальном залегании.

Несмотря на отмеченные недостатки, этот метод заслужи­ вает внимания, так как правильно отражает одну из харак­ терных особенностей сдвижения горных пород (прогиб слоев). Метод нуждается в дальнейшей разработке с целью устране­ ния отмеченных выше недостатков и повышения точности расчетов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Приведенный обзор фактических материалов далеко не охватывает всех вопросов сдвижения горных пород. Несмотря на это он свидетельствует об огромной работе, проделанной нашими исследовательскими и производственными организа­

222

В настоящее время трудно достаточно точно определить и с необходимой полнотой детализировать задачи предстоящих исследований. Можно указать лишь основные из них. Эти за­ дачи можно объединить в две группы:

I. Задачи, связанные с дальнейшей разработкой практиче­ ских вопросов охраны сооружений от вредного влияния гор­ ных разработок и уточнением параметров процесса сдвижений путем постановки исследований в натуре.

II. Задачи теоретической разработки проблемы и создания метода предрасчета сдвижений.

Кчислу задач первой группы следует отнести:

1)определение и уточнение углов сдвижения уП) Увн, х» в различных условиях залегания пластов;

2)изучение процесса сдвижений земной поверхности (в том числе углов сдвижения) применительно к условиям, не охва­ ченным с достаточной полнотой ранее проведенными наблю­ дениями (крутое падение, большие глубины разработок, склад­ чатое залегание, выемка свиты пластов, гористый рельеф и т. п.);

3)изучение углов сдвижения, а также величин и распре­ деления деформаций земной поверхности в мульде сдвижений при повторных подработках;

4)изучение взаимосвязи деформаций грунта и сооружений; уточнение безопасных глубин и критических деформаций по­ верхности, допустимых для сооружений различных категорий; разработка и исследование эффективности различных меро­ приятий, увеличивающих устойчивость сооружения при под­ работке;

5)определение глубин безопасной подработки горных вы­ работок;

6)исследование условий безопасной подработки источников инфильтрации (особенно крупных рек и водоемов) в различных условиях залегания пластов;

7)уточнение классификации сооружений с включением в последнюю охраняемых горных выработок;

8) экспериментальное изучение сдвижений горных пород

иподработки источников инфильтрации на моделях;

9)уточнение длительности процесса сдвижений, скорости протекания сдвижений и величин деформаций с учетом факто­ ров, оказывающих влияние на эти параметры;

10)изучение сдвижений в толще пород (путем постановки наблюдений в выработках и скважинах);

11)разработку метода расчета охранных целиков и опре­ деления безопасной глубины разработок при выемке свиты пластов; уточнение способа расчета целиков для охраны глу­ боких шахтных стволов (особенно при крутом залегании пла­ стов);

12)уточнение классификации месторождений. Унификация основных требований охраны сооружений от вредного влияния

223