Материал: Сдвижение земной поверхности под влиянием горных разработок

В1936—1937 гг. проводились наблюдения на восьми шах­ тах трестов Сталиногорскуголь, Тулауголь и Товарковуголь. Одновременно с этим производилась съемка трещин с целью определения углов обрушения.

В1939—1940 гг. было заложено восемь новых наблюда­ тельных станций (около 600 реперов) на шахтах № 52 треста Товарковуголь, № 63 треста Калининуголь, № 7 и 8 треста Щекинуголь, № 18 и 19 треста Болоховуголь, № 20 треста Донскойуголь.

Вследствие быстрого протекания процесса сдвижения гор­

ных пород и сравнительно однообразных геологических и горноэксплуатационных условий (как правило, один разраба­ тываемый пласт, горизонтальное залегание, небольшая глуби­ на разработок и т. д.) проведенные до 1940 г. наблюдения позволили достаточно полно охарактеризовать процесс сдви­ жения поверхности и получить данные для расчета охранных целиков.

Поэтому после 1940 г. систематические наблюдения в ос­ новном были прекращены и, если проводились, то в неболь­ ших объемах, в связи с решением отдельных вопросов.

Так, в 1945—1946 гг. под руководством инж. А. Н. Омель­ ченко (исполнители инж. Н. И. Митичкина, техник Н. А. Мак­ симова) проводились наблюдения на трех наблюдательных станциях, заложенных с целью изучения процесса сдвижения земной поверхности в условиях сильно обводненных пород. Станции состояли из 19 профильных линий (367 пунктов) и были заложены в 1945 г. на шахтах № 26, 30 треста Донской­ уголь и № 32 треста Красноармейскуголь.

В 1947 г. этими же лицами проведена работа по изучению возможности застройки жилыми зданиями и сооружениями площадей, подработанных горными выработками.

В последующие годы специальные наблюдения за сдвиже­ нием поверхности не производились. Проводившиеся ВНИМИ работы были направлены на решение вопросов управления горным давлением (определение оптимальных размеров межлавных и околоштрековых целиков, выбор способов крепления подготовительных выработок в породах, подверженных пу­ чению, и т. д.).

При проведении этих работ лишь в отдельных случаях, наряду с подземными наблюдениями, проводились сопряжен­

36

максимальному извлечению доступных запасов угля, в ряде случаев даже с ущербом для сооружений.

Вэтот же период имели место многочисленные случаи частичной выемки околоствольных охранных целиков при по­ гашении шахт. На основе накопленных данных впоследствии было рекомендовано производить частичную выемку таких целиков до контура, рассчитанного по углам обрушения. Бо­ гатый опыт был накоплен также по подработке балок с водо­ токами.

В1952 г. было известно свыше 70 случаев таких подрабо­ ток, послуживших основанием для составления рекомендаций по выемке угля под балками.

Инструментальные наблюдения за сдвижением поверхности

вПодмосковном бассейне в различные годы ставились по раз­ личной методике. Так, на шахтах № 5 „Щекинской" и № 10

„Бобриковской“ (1930 — 1935 гг.) были организованы учащен­ ные наблюдения, позволившие выяснить динамику процесса сдвижений и определить длительность его отдельных стадий.

В отличие от этого наблюдения на других станциях чаще всего проводились с большими разрывами во времени и вы­ ясняли лишь конечную картину сдвижений.

Наблюдения первых лет были более полными, так как включали не только нивелировки реперов, но и измерение длин и ординат (при помощи ординатомера конструкции ЦИИМБ).

Эти наблюдения позволяли определять полный вектор сме­ щения реперов и производить построение кривых деформаций.

Первые Правила охраны сооружений от вредного влияния горных разработок в Подмосковном бассейне были утвержде­ ны и изданы в 1939 г. В основу Правил были положены наб­ людения 1932—1938 гг.

Последующие наблюдения позволили накопить дополнитель­ ные материалы и подготовить второй вариант Правил. Этот вариант, составленный Московским филиалом ВНИМИ (канд. техн. наук 3. И. Поляк), был утвержден в i960 г. вместо Правил 1939 г.

В Правилах охраны сооружений 1950 г. для вывода сред­ них углов сдвижения и обрушения использовано по 25 углов, полученных на различных наблюдательных станциях главным образом в период 1932—1946 гг.

Кроме перечисленных работ, в 1940 г. были начаты наблю­ дения за сдвижением поверхности на подмосковной шахте „Подземгаз". Цель этих работ—изучение возможности опре­ деления положения огневого забоя и полноты выгазовывання угля по данным наблюдений за сдвижением поверхности.

Первая наблюдательная станция была заложена силами ЦНИМБ до разжига панели в 1940 г. В 1943 г. была заложена новая станция. Последняя представляла собой прямоугольную

37

изводились местными маршейдерами сначала через 3—5 дней, затем все реже и с 1945 г. не чаще одного раза в месяц. По мере перемещения огневого забоя станция пополнялась новы­ ми реперами. По данным наблюдений составлялись планы изо­

Г. Д. Кондратьевым заложил специальную станцию на новом участке и провел на ней сгущенные во времени наблюдения

Анализируя материалы наблюдений, Н. Н. Кацнельсон при­ шел к следующим выводам:

1)при нормальной сбойке скважин образующиеся каналы не вызывают оседания поверхности;

2)во время эксплуатации скважин оседание поверхности распространяется от газоотводящей к дутьевой скважине (что указывает и на направление выгазовывания);

3)оседание поверхности выявляет контур выгазованных

участков пласта приближенно, в зависимости от конфигурации и размера этих участков. В соответствии с этим положе­ ние огневого забоя принципиально возможно фиксировать лишь с некоторым довольно грубым приближением;

4) определение положения огневого забоя следует произ­ водить не по углам сдвижения (ввиду их значительных коле­ баний), а по точке перегиба кривых оседаний.

Сделанные выводы о возможности определения положения огневого забоя и степени выгазовывания (которая устанавли­ валась сопоставлением оседаний поверхности при подземной

теризуется большим разнообразием геологических и горноэк­ сплуатационных условий.

Основные продуктивные отложения бассейна—отложения пермского возраста—представлены сравнительно однообраз­ ной толщей песчано-глинистых осадков (песчаники и глини­

38

стые сланцы) с пластами угля. Угленосные породы покрыты рыхлыми отложениями третичного и четвертичного возрастов. Мощность рыхлых отложений (наносов) на ряде участков зна­ чительна.

В центральной части бассейна угленосные отложения зале­ гают более спокойно, чем на окраинах, где отмечается услож­ нение складчатости и более широкое развитие дизъюнктивных нарушений. Здесь наблюдаются крутые углы падения пластов и острые складки, имеющие опрокидывание к центру бассей­ на. Наиболее сложным залеганием пластов (сложная складча­ тость, наличие смещений) характеризуется Прокопьевско-Ки- селевский район.

Вотличие от других бассейнов, в Кузбассе почти повсе­ местно наблюдается широкий диапазон колебания мощности угольных пластов (тонкие, средней мощности, мощные).

ВПрокопьевско-Киселевском районе наряду с пластами

женском районах угольные пласты, разрабатываемые в на­

залегания.

Применяемые системы разработок отличаются -значитель­ ным разнообразием. Мощные пласты разрабатываются щито­ выми системами, наклонными й горизонтальными слоями с об­ рушением и закладкой (Прокопьевско-Киселевский район). При разработке пластов средней мощности и тонких применяются столбовые и сплошные системы разработок с обрушением кровли. Указанные основные системы по расположению линии забоя и способу управления кровлей подразделяются на ряд разновидностей.

Горные работы в бассейне пока еще не получили достаточ­ ного развития на глубину, и существующие глубины разрабо­ ток сравнительно невелики.

В Кузнецком бассейне первая наблюдательная станция для изучения сдвижений поверхности была заложена на шахте

учно-исследовательским угольным институтом (Ленинский район) и Западносибирским Госмаркконтролем, а с 1933 по 1938 г. Томским (Западносибирским) филиалом ЦНИМБ. В период 1938—1939 гг., в связи с закрытием Томского филиала,

39

было заложено около 25 новых наблюдательных станций и проводились повторные наблюдения на ранее заложенных станциях в трестах Кемеровуголь и Куйбышевуголь. Материа­

расположенных по углам квадратов со сторонами 20—40 м. Лишь одна станция из заложенных в Прокопьевском районе состояла из 17 параллельных профильных линий вкрест про­ стирания пластов. Расстояние между линиями 20 м, а между реперами на профильных линиях 20—40 м.

Закладка станций площадного типа (в виде квадратов) пре­ следовала цель изучения распределения деформаций по всей площади мульды сдвижений (оседания поверхности изобража­ лись при помощи изолиний). Несмотря на положительные сто­ роны станций такого типа, от них впоследствии пришлось от­ казаться ввиду большого объема работ по закладке реперов и наблюдениям. Реперы изготавливались из отрезков газовых труб, углового или круглого железа (/=0,25—0,7 м), цемен­ тируемых в ямах глубиной от 0,6 до 1,5 м. В последующие годы широко применялись забивные реперы. Недостаточно глубокая закладка реперов в ряде случаев служила причиной их выпучивания, что снижало качество наблюдений.

Наблюдения на станциях проводились в соответствии с Ин­ струкцией, составленной доц. И. Н. Киселевым. Для опреде­ ления отметок реперов применялось нивелирование повышен­ ной точности (со средними километрическими ошибками ± 2 мм).

Расстояния между реперами измерялись металлическими рулетками с постоянным натяжением и с учетом температуры. Разность двукратных измерений допускалась не более 1:20 000. Впоследствии точность наблюдений была несколько пони­ жена.

К 1943 г. общее число станций, заложенных с начала наб­ людений (1928 г.), возросло до56, а в настоящее время дости­ гает 70. Наблюдения первого периода позволили констатиро­ вать недостаточную надежность применявшихся тогда в Куз­ бассе Дортмундских правил. В связи с этим возникла необхо­

40