Материал: Сдвижение земной поверхности под влиянием горных разработок

Управление кровлей—полное обрушение или частичная заклад­

процесс сдвижений и определить углы сдвижения в условиях разработки пологопадающего пласта при небольшой глубине разработок (до 70 м).

В период с 1937 по 1940 г. наблюдения проводились в бо­ лее широких масштабах Уральским филиалом ЦНИМБ (И. А. Блашкевич, И. М. Симаков, В. Т. Григорович). Силами филиала в 1937 г. заложены наблюдательные станции на шах­ тах № 3, 18 и 20.

В1938 г. на указанных станциях произведена закладка до­ полнительных реперов и вновь заложена наблюдательная стан­ ция на шахте № 8/9.

В1939 г. заложены еще три наблюдательные станции (шахты им. Костенко, № 3-бис, № 31), профильная линия на шахте № 8/9 и проведены частотные наблюдения на времен­ ной станции, заложенной на шахте № 18.

В1940 г. продолжались наблюдения на ранее заложенных станциях и вновь заложена наблюдательная станция на шахте

№1-бис над горными работами по пласту Новому.

Вэтом лее году на основе проведенных наблюдений Уральским филиалом ЦНИМБ (И. А. Блашкевич) составлен первый проект „Правил охраны сооружений от вредного вли­ яния горных разработок в Карагандинском угольном бассейне*.

Однако этот вариант, как и последующий, составленный в 1943 г., не был утверлсден в качестве обязательного руковод­ ства из-за недостаточной обоснованности. Для составле­ ния Правил были использованы результаты сравнительно малочисленных наблюдений, проведенных при разработке по­ логопадающих пластов (а = 6 — 14°), при небольшой глубине разработок, т. е. в условиях, когда углы сдвилсения опреде­ ляются с большими ошибками вследствие невозмолшости точ­ ного учета влияния наносов и пород зоны выветривания.

В 1941 г. наблюдения за сдвткением горных пород были прерваны и вновь возобновились в 1943 г. в связи с органи­ зацией Казахского филиала ЦНИМБ.

1 На ряде шахт бассейна ведется опытная разработка пласта В. Мари­ анна в три схоя. (Примечание редактора.)

31

Организация филиала способствовала более широкому раз­ вертыванию наблюдений. В период с 1943 по 1949 г. на раз­ личных шахтах бассейна было заложено около 35 профильных линий наблюдательных станций (табл. 5) и ежегодно проводи­ лись наблюдения на ранее заложенных станциях.

В 1950 г. заложены новые наблюдательные станции на шах­ тах № 31, 1 и 8—9, а в 1951 г. на шахте № 3-бис.

Наблюдения за сдвижением поверхности в 1943—1950 гг. выполнялись сначала под руководством инженеров В. В. Се­ менова и Т. Г. Семеновой, затем Т. И. Федоровой, А. Н. Медянцевым и А. К. Поляковым.

Кроме наблюдений на заложенных станциях, производи­ лись съемки трещин с целью определения углов обрушения и сбор материалов по имевшим место многочисленным слу­ чаям выемки угля под сооружениями (главным образом под небольшими жилыми домами).

Сбор указанных материалов был произведен Уральским филиалом ЦНИМБ в 1940 г., а также Казахским филиалом

32

ны сооружений от вредного влияния горных разработок в Ка­ рагандинском угольном бассейне". Разработка Правил являлась крайне актуальной задачей, так как до утверждения Правил 1947 г. расчет охранных целиков производился (в зависимости от мощности пластов) по Правилам Донбасса и Кузбасса, при­ менение которых без достаточных оснований вызывало закон­ ные опасения.

Несмотря на большой объем наблюдений, проведенных к моменту составления Правил 1947 г., последние все же не могли быть достаточно обоснованы в части углов сдвижения (особенно 7) при наклонном и крутом залегании пластов, без­ опасных глубин и учета совместного влияния свиты разраба­ тываемых пластов. Это объяснялось:

1) развитием очистных работ (в период проведения наблю­ дений) преимущественно на пологопадающих пластах с углами падения 6—14° (табл. 6). На наклонных и крутопадающих пластах очистные работы начаты в бассейне сравнительно недавно и к 1947 г. не получили достаточного развития на глубину;

2) отсутствие необходимого опыта выемки угля под ответ­ ственными сооружениями (так как в настоящее время горные работы под ответственными сооружениями в большинстве слу­

падением 7—15 и 34—60°. В отличие от первых, углы сдвиже­ ния для пластов с падением 34—60° получили недостаточное обоснование.

Имелись одно значение угла 8 и по пять значений углов р и к, полученных из обработки наблюдений за выемкой кру­ топадающих и наклонных пластов на шахтах № 53, 42/43, 61/65.

При этом все пять значений углов т были определены при отработке верхних горизонтов на глубине 25—30 м.

Проект Правил охраны сооружений для Карагандинского бассейна в 1949 г. был утвержден Главным управлением гор­ ного надзора и в том же году издан.

Опыт изучения сдвижений земной поверхности, нашедший отражение в Правилах, позволил произвести перерасчет це­ ликов и упорядочить охрану сооружений от вредного влияния горных разработок. Основываясь на этом опыте, Казахский филиал ВНИМИ (А. Н. Лебедев, А. Н. Медянцев, Л. Д. Журачко, В. М. Варлашкин) в 1950—1951 гг. выполнил работу

по обоснованию наиболее рационального (с точки зрения охраны недр) размещения строительных площадок в городах Старая и Новая Караганда,

В 1946—1947 гг. наблюдения за сдвижением горных пород проводились комплексно в связи с решением задач охраны сооружений, применения восходящей выемки сближенных пластов и управления горным давлением (выбор способа под­ держания подготовительных выработок на пластах с дующей почвой). Для этой дели параллельно с наблюдениями на по­ верхности ставились наблюдения за сдвижением горных по­ род в подземных выработках.

Впоследние годы филиал произвел реконструкцию старых

изакладку новых станций над участками с повторной подра­ боткой поверхности. Постановка наблюдений на этих участ­ ках имеет в виду выяснение характера сдвижений поверхно­ сти при повторных подработках и обоснование методов охра­ ны сооружений с учетом совместного влияния свиты разра­ батываемых пластов.

В1950—1951 гг. филиалом (А. Н. Медянцев) проделана значительная работа по обобщению и анализу наблюдений прошлых лет с целью выявления закономерностей сдвижения горных пород и создания метода предрасчета сдвижений.

Успешное завершение этих работ упирается в отсутствие достаточного количества данных, характеризующих процесс сдвижения горных пород при более значительных глубинах

разработок, при наклонном и крутом залегании пластов, а так­ же при выемке свиты пластов.

Подмосковный буроугольный бассейн

Пласты угля в Подмосковном бассейне приурочены к угле­ носной толще нижнекаменноугольного возраста мощностью до 25 м, сложенной в основном глинами и песками. Выше пород угленосной толщи залегают (снизу вверх):

1)тульская свита нижнекаменноугольного возраста, имею­ щая почти сплошное распространение и представленная чере­ дующимися песками, известняками и глинами;

2)алексинские известняки, сохранившиеся от размыва преимущественно в углублениях поверхности нижележащей толщи;

3)мезозойские отложения мощностью от 6—10 до 25 м, имеющие распространение главным образом на возвышенных водораздельных пространствах. Наибольшим распространением пользуются валанжинские мелкозернистые пески, песчаные глины и железистые пески;

4)четвертичные отложения (наносы), представленные песка­ ми, глинами, суглинками ц иногда валунными суглинками.

34

Коренные породы угленосной и надугленосной толщ (в том числе и известняки) отличаются слабой сцементированностыо и низкой механической прочностью.

Характерным для Подмосковного бассейна является значи­ тельная обводненность пород, наличие плывунов и закарстованность известняков. Проявление карста в известняках, под­ стилающих угленосную толщу, является причиной наблюдае­ мых иногда атектонических нарушений угольных пластов.

Мощность пород крайне изменчива. Часто отмечается бы­ строе выклинивание отдельных слоев, что обусловливает не­ постоянство и пестроту геологического разреза.

Породы покрывающей толщи представлены главным обра­ зом слабыми неустойчивыми глинами и песками. Меньшее распространение имеют известняки.

Число пластов угля с рабочей мощностью не более пяти. На большинстве участков залегает один пласт. Рабочая мощ­ ность пластов колеблется от 1 до 7,5 м. Преобладают пласты угля мощностью 1,8—3,2 м. Повышенная мощность пластов угля часто носит характер местных раздутий, но в ряде слу­ чаев свойственна отдельным, значительным по площади, частям шахтных полей и месторождений.

Залегание пластов почти горизонтальное, волнистое. Мощ­ ность пластов весьма непостоянна. Глубина залегания сравни­ тельно небольшая и колеблется в зависимости от рельефа местности от 20 до .60 м.

Выемка угля в настоящее время в основном производится системой длинных столбов (спаренные, сдвоенные и одинарные лавы) с обрушением кровли. В отдельных случаях (при мощ-

. ности пласта свыше 3,5 м) применяется слоевая выемка. Систематические инструментальные наблюдения за сдвиже­

нием поверхности в бассейне начались в 1932 г. Первые на­ блюдения были поставлены под руководством С. Г. Авершина на шахтах № 53 (Товарковское рудоуправление) и N® 12 (Боб­ рики). Наблюдательная станция на шахте № 53 включала три профильные линии, а на шахте № 12—пять профильных ли­ ний. Инициатива в постановке этих наблюдений принадлежала б. тресту Москвоуголь, маркшейдерской комиссии НТС камен­ ноугольной промышленности и Госмаркконтролю. Одновре­ менно проводились наблюдения силами местных маркшейде­ ров (М. И. Глейзер, М. Б. Самойловский). Следует отметить, что местные маркшейдеры (А. Н. Омельченко, Н. И. Митичкина, В. П. Молчанов, Я. Р. Пивторак, В. И. Щербатенко, П. Г. Филяев и др.) принимали активное участие в этих рабо­ тах и в последующие годы.

В1933 г. работы по наблюдениям за сдвижением поверх­ ности перешли в ведение ЦНИМБ.

В1934 г. были заложены наблюдательные станции на шах­ тах № 10 треста Сталиногорскуголь и № 5 треста Щекинуголь.