Зрушення грських порд земно поверхн пд впливом грничих розробок Зрушення грських порд земно поверхн П¶Д впливу грничих розробок 1. ЗМ¶СТ ¶ ЗНАЧЕННЯ ПРОБЛЕМИ Вимка пластв вуглля та нших покладв корисних копалин виклика утворення в надрах земл пустот значних розмрв. Породи, що залягають в покрвл грничих виробок, пд дю сили тяжння грського тиску приходять в рух, обумовлюючи розвиток процесу зрушення вс товщ, включаючи земну поверхню. В результат зрушення деформац товщ грських порд деформуться порушуться цлснсть крплення грничих виробок (стволв, квершлагами, приствольних виробок, штрекв), що потрапили в зону зсуву. Об'кти, розташован на земнй поверхн також потрапили в зону зсуву, деформуються, а при несприятливих умовах пдробтку навть руйнуються. Наприклад, в стнах фундаментах будвель виникають трщини, мжповерхов перекриття втрачають стйксть, спостергаються перекоси вконних дверних прорзв, вдбуваться вдшаровування падння штукатурки; в пдроблених грничими роботами жезлезних дорогах змнюються ухили шляху, порушуться щльнсть баласту, вдбуваться розрив планок, що скрплюють рейки, викид рейок; в пдземних металевих трубопроводах (газопроводах, водопроводах) виникають розриви зминання; в промислових об'ктах може бути порушена експлуатаця технологчного обладнання (пдйомних машин, транспортних кранв, верстатв, агрегатв); пдробити водойми можуть з'явитися джерелом пдвищеного припливу води в шахти, а нод причиною х затоплення. Тривал спостереження за пдробтком об'ктв показали, що при дотриманн певних умов можлива пдробток об'ктв без порушення х нормально експлуатац. Такими умовами , наприклад: значна глибина розробки, спецально розроблен рацональн способи вимки корисних копалин, обладнання об'ктв перед пдробтком спецальними конструктивними заходами та н Для забезпечення схоронност об'ктв умов х нормально експлуатац за несприятливих умов пдробтку (невеликй глибин, значно потужност пласта та н) виника необхднсть залишення цликв (невинутих длянок корисно копалини пд об'ктом), що обумовлю втрати промислових запасв корисних копалин. Правильний науково обгрунтований пдхд до виршення вищевказаних проблем вимага знання закономрностей розвитку процесу зрушення товщ грських порд земно поверхн, всебчного вивчення проявв цього процесу, умння проводити розрахунки величин зрушення деформацй, що виникають як на земнй поверхн, так в об'ктах, умння при несприятливих умовах виконувати побудову запобжних цликв оптимальних розмрв, що не допускають зайвих втрат корисно копалини. ^ Зрушення грських порд земно поверхн ПРИ РОЗРОБЦ¶ ВУГ¶ЛЬНИХ РОДОВИЩ 2. ЗАГАЛЬН¶ В¶ДОМОСТ¶ ПРО процесу зрушення товщ ^ Г¶РСЬКИХ ПОР¶Д ¶ ЗЕМНО· ПОВЕРХН¶ Рис. 1. Епюри розподлу напружень бля пдготовчо виробки (по С.Г. Авершин) Зсування та деформац грських порд навколо пдготовчих виробок. Товща грських порд до проведення грничих виробок знаходиться в умовах природного напруженого стану, створюваного масою грських порд. Тиск, що припада на одиницю площ в недоторканому масив, звичайно прирвнються мас вищерозмщеного стовпа, т, е. (мал. 1) де γ - середньозважене значення щльност порд, кг / м 3. Бчн складов вертикального напруження σ 1 будуть де - Коефцнт бчного розпору Псля проведення грничо виробки в величин σ 1, що припада на одиницю площ, вдбуваться переконцентраця напружень в деякй област масиву, який приляга до вироблення. При деякому вддаленн вд перетину вироблення величини напруг приймають первинн значення. Зростання напружень бля бчних стнок виробок (епюра 1) може викликати розчавлювання крав цлика зрушення грських порд або корисно копалини в бк вироблення. При цьому максимум напружень змщуться на деяку вдстань у бк цлика (точки А В епюри 2). ¶нтенсивнсть розвитку зрушення грських порд у пдготовчих виробок залежить вд величини площ перерзу виробок, виду крплення, фзико-механчних властивостей порд, що оточують грську виробку, випуску породи при перекрплення та н Спостергаються випадки значного поширення зони обвалення над виробками, а також пученя видавлювання порд грунту у виробки. ^ Зрушення деформування грських порд навколо очисних виробок. Прояв процесу зрушення деформування грських порд над очисними виробками вдбуваться бльш нтенсивно особливо в лавах велико довжини з значною потужнстю розроблювального, пласта при управлнн покрвлею обваленням. Розрзняють три стад розвитку процесу зрушення: початкову (обвалення або прогин безпосередньо покрвл), промжну (прогин всй вищерозмщених товщ порд) кнцеву (зсування наносв земно поверхн). При значних глибинах розробок розмрах лав процес зрушення грських порд проявляться у формах (рис. 2, а) обвалення, тобто безладного падння породи у вигляд шматкв, брил блокв (зона I), прогину нашарувань товщ порд у бк виробленого простору з утворенням трщин розшарувань (зона II), плавного прогинання порд без розшарування (зона III), здимання пдняття порд пдошви в бк виробленого простору (зона IV). Зона обвалень поширються вгору по нормал на величину, приблизно рвну трьом-п'яти потужностям пласта. Рис. 2. Загальна схема процесу зрушення товщ грських порд: а - при пологому паднн; б - при крутому паднн При малй виймально потужност пласта, "Пуча" породах грунту, повно або частково закладц виробленого простору зона обвалення може бути вдсутнм. Тод безпосередньо над виробленим простором буде утворюватися зона прогину порд II. Зони I II спльно поширюються вгору вд покрвл пласта приблизно на (35-40) m, де m - потужнсть що вийматься пласта. Водойми, розташован на земнй поверхн, або "стар" затоплення грничих виробок, що потрапили в ц зони, можуть викликати затоплення дючих грничих виробок. При вимц крутих пластв вуглля (рис. 2, б), крм вищевказаних зон, може виникнути сповзання порд грунту в вироблений простр (зона IVa) освту на земнй поверхн "сходинок", трщин, терас. Зрушення товщ грських порд в зонах I, II III виклика зрушення насосв та освта мульди зрушення АЕ (западина на земнй поверхн). Зрушення наносв, як корнних порд, може вдбуватися у форм обвалення при малй глибин розробки, рвною приблизно 10-15-кратно потужност пласта, прогину по вертикал (при значних глибинах грничих робт пологом заляганн пластв), а також прогину по вертикал (рис . 3) у поднанн з горизонтальним зсувом х корнними породами в бк повстання пласта при заляганн порд з кутом нахилу понад 10 `. Рис. 3. Схема зсування товщ наносв Наближено зону товщ грських порд, порушену процесом зсовування вд очисно вимки на розрз по паднню пласта, можна визначити за допомогою кутв β 0, γ 0 (визначення кутв див. п. 3), а на розрз по простяганню δ 0. З боку повстання падння пласта до розглянутих ранше зонам примика зона опорного тиску V. Вона створються в товщ грських порд внаслдок х зависання при прогин передач частини маси завислих порд в якост додаткового навантаження на масив порд пласт. Найбльш навантаження утворюються у верхньо нижньо меж очисно виробки, що призводить до вджиму пласта (епюра 2 на рис. 2, а). Зона опорного тиску поширються на породи грунту вийматься пласта. Розглянемо трохи докладнше механку зрушення грських порд над очисною виробкою. Перемщення нашарувань грських порд покрвл пласта починаться з прогину, розшарувань появи зон пдвищених деформацй - розтягувань, стиснень (епюра 3 на рис. 2, а). Коли деформац досягають граничних значень, шари покрвл обрушаются, заповнюючи вироблений простр. Вони стають опорою для верхнх прогинаються порд зони II. Якщо деформац не досягають граничних значень, тод зона I не виникне, а буде розвиватися зона II, тобто прогин з утворенням трщин. При значних розмрах очисних виробок прогинаться породи в зонах II III займають псля ущльнення положення, приблизно паралельне первсного, утворюючи так звану зону повних з рухв, величину яко на розрз по паднню пласта можна визначити за допомогою кутв ψ 1, ψ 2 (поняття про кути ψ 1, ψ 2 см. п. 3). У мру вддалення вд виробленого простору вгору по нормал зрушення порд набува бльш плавний характер, деформац розтягування, стиснення стають малими по величин, трщинуватсть зника, змнюючись прогином порд без розриву суцльност розшарувань (зона III). Слд зазначити деяку умовнсть наведеного вище видлення зон областей сдвижений. В натур в залежност вд конкретних грничо-геологчних умов змна цих зон х конфгураця не чткою. При деяких умовах грських розробок процес зрушення може порвняно слабко проявитися. Так, при розробц жильних родовищ в мцних кристалчних породах, при камерних системах розробки, наприклад кам'яних солей, зрушення земно поверхн
Лекц - Зрушення грських порд земно поверхн пд впливом грничих розробок (1 стор.)
Лекц - Зрушення грських порд земно поверхн пд впливом грничих розробок
Комментариев нет:
Отправить комментарий