книги / Сдвижение горных пород и земной поверхности при разработке месторождений полезных ископаемых.-1
.pdfПоэтому «окно констатировать, что здесь причиной поднятий является пучение грунта вследствие водонасыщения.
Поднятие реперов до U ,043 м зафиксированы и на промплощэдке цент рально-отнесенных стволов ш. им. Костенко.
Можно предположить, что поднятия в рассмотренных случаях имели еще большие значения, поскольку поверхность подвергается оседанию, вызванному очистными работами.
С целью установления зависимости колебаний высотных отметок земной
поверхности от уровня грунтовых вод были проведены исследования на комплексной наблюдательной станции на шахте "Шахгинская". Она состо ит из 10 реперов и гидронаблюдагельной скважины, находящихся на пром-
площадке блочного’ствола* и 4 реперов на промплощэдке шурфа К? 3. Ка- ■
кие-либо очистные работы в данном районе не производились. Реперы за ложены в суглинки пощностью 2,1-2,2 м, ниже залегают обводненные чет
вертичные аллювиальные отложения.
Исследования заключались в определении высотных отметок реперов и зеркала вод путем проложения нивелирных ходов от ближайшего пункта триангуляции. Всего в *1966-1987гг. выполнено 4 серии наблюдений, при
уроченные к периодам наивысшего и минимального уровня вод. Полученные
при |
этом |
результаты представлены на |
графиках в системах координат |
|||
( £ |
,д 2п) |
и |
( t , л 2£ ) , где |
абсцисса |
â - время, истекшее с начала |
|
наблюдений, |
а ординаты л 2п |
и д 2£ |
- |
соответственно вертикальное |
сдвижение репера и изменение высотной отметки уровня вод (см, рис.),
При этом |
и д £ £ приняты равными нулю па. момент первой сёраи |
наблюдений. |
|
Приведенные данные свидетельствуют о'развитии поднятий земной по
верхности за |
период осень-веснз и, напротив, оседаний |
за период вес |
|
на-осень. Эти изменения |
высотных отметок однозначны с |
колебаниями |
|
уровня вод, |
что позволяет считать такие колебания причиной поднятий |
||
и оседаний, |
достигающих |
0,013-0,014 м за сезон. Очевидно, эти явле |
ния обусловливаются изменениями объема пород водоносного горизонта
(гравелистых |
песков) |
при восполнен . или |
уменьшении запасов.-вод ал |
||
лювиального |
потока. |
|
|
|
|
За периоды между |
наблюдениями |
значения д £ п в среднем |
составили |
||
0,79-0,88 % колебаний уровня вод, |
и можно |
считать, что |
|
||
|
|
д2 п = О,00#д2£ |
|
(I) |
Учитывая возможные поднятия и опускания пункта триангуляции, кото рые не могут быть значительными по сравнению (Тренерами нзблюдетель-
Ш
точности измерений является и постоянство высотной отметки, устья.сква
жины : за весь период наблюдений колебания ее. не превысили 0,001 м.
Исследования на модели из эквивалентных материалов при малой крат
ности подработки (7-26) |
подтвердили появление в краевых |
частях мульд |
|||
сдвикения поднятий земной |
поверхности, |
достигающих 1 - 2 % |
вынимаемой |
||
мощности |
пласта. Если |
распространить полученные данные на натуру, |
|||
то можно |
сделать вывод |
о возможности в |
условиях Карагандинского бас |
||
сейна поднятий, достигающих 0,05 м и более, вызываемых подземными |
|||||
горными |
работами. При |
большой кратности |
подработки поднятия вследст |
вие горних работ маловероятны и обусловливаются лишь пучением грунта. Поскольку последнее может вызвать достаточно большие поднятия, ко
торые к тому же влияют на численные значения вертикальных деформа
ций земной поверхности (например, погрешности наклонов при IO-Meïpo-
вых интервалах достигают 6х1СГ3), то данный фактор требует учета в . процессе инструментальных наблюдений ; завершающую серию их на данной
наблюдательной станции целесообразно осуществлять в день проиэводотва
первой |
серии, |
то есть ровно через год, два и т.п. Наименьшее ае влия |
ние на |
результаты наблюдений пучение грунта оказывает в период самого |
|
низкого уровня |
грунтовых вод (в августе-сентябре). * |
СП И С О К Л И Т Е Р А Т У Р Ы
X.Авершии С.Г. Сдвижение горных пород при подземных разработках.- М.: Углетех^зцат, 1947.- 244 с.
'2. Ь'олу.чевский В.И., Кулов К.Б. О надежности пунктов опорных марк шейдерских сетей на шахтных промплощадквх // Научно-технические про блемы повышения эффективности работ и совершенствования маркшейдер ской службы на горных предприятиях отрасли: Тезисы докладов Воеооюз* ного научно-технического совещания 23-25 мая.- Свердловск : Полигра фист, 1984.- С.15-16.
УДК 622.831.3 |
.И.В.Шубин, Ю.Л.Юяаков |
АНАЛИТИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ СМЕЩЕНИЙ КОНТУРА ' ПОДГОТОВИТЕЛЬНОЙ ЬЫРАЬРТКИ
Рассматривается случай, когда рудные тела отрабатываются оиотемаии слоевого и подэтажного обрушений. Подготовка блоков для эксплуатации осуществляется системой ортов и. штреков. Орта находятся в центре бло ков и находятся в следующих условиях.надрзбогки Î высота вынимаемой
И З
части |
рудного тела составляет 30-40 м, а длина по |
простиранию - |
40-50 |
и. |
|
Для |
научения деформированного состояния массива |
в окрестности ор |
та был применен аналитический метод определения деформаций и смеше ний контура. При этом использовалось решение задачи для двухсвязанной области с контурами произвольной формы, реализованное на ЭЫЛ С.Б.Колоколовым! Расчет производился для случая плоской деформации,
так |
как длина блока по простиранию в 4-6 раз больше |
его ширины, а |
||||||
орт |
пройден вкрест |
простирания. |
|
|
|
|||
|
Аналитически на ЭВЦ рассчитывались напряжении и деформации по все |
|||||||
му полю в зависимости от величины отработки блока при коэффициенте |
||||||||
бокового |
распора, |
равном |
0,9 и определенном экспериментально-анали |
|||||
тическим |
методом / 2 /. Задача |
решалась |
для отработки блока слоями |
|||||
по |
3 м сверху вниз, соблюдая |
порядок на |
соответствующие даты, |
|||||
|
В результате аналитического решения получено влияние отработки |
|||||||
блока на |
поле напряжений |
и деформаций в |
окрестности |
орта. |
||||
|
Картины изолиний вертикальных деформаций вокруг |
орта при JL = 0,9 |
||||||
й |
- С ,28 показывают |
от варианта к варианту уменьшение сжимающих |
||||||
деформаций, а отсюда - увеличение растягивающих. Для распределения |
||||||||
вертикальных деформаций |
при |
V |
= 0 , 4 7 |
характерно появление на конту |
ре орта растягивающих деформаций,ьсе увеличивающихся при приближении очистных работ. Аналогично распределение горизонтальных деформаций.
При увеличении коэффициента поперечной деформации и последователь ном понижении очистных работ в блоке наблюдается тенденция к умень шению вертикальных растягивающих деформаций в кровле и почве и увели чению их в массиве боков орта. Горизонтальные деформации при этом имеют ярко выраженный характер - увеличение растягивающих значений.
Для того, чтобы получить смещения контура орта по полученным де формациям, произведен расчет перемещения характерных контурных точек,
расположенных в центре кровли, почвы и |
боков |
выработки. Зто делалось |
|||||||||
методом |
интегрирования |
эпюр деформаций, |
вид |
которых |
цокот быть |
сведен |
|||||
к пяти |
основным вариантам |
(рис. I). Условные линейные |
ущормации ежа |
||||||||
тип |
еще |
не |
надработанного |
массива |
à 'о |
определялись |
для |
глубин |
залоке |
||
иия |
орта из |
горизонтах |
ЗЗи |
и 29.0 м |
по |
формулам |
|
|
|
Gï'Wft-f)-Н'^)л -f-H-
So © -
8
Рис. I
â условные смещения точек контура орта тогда определяются по форму-
I в е р и з м |
(рис. |
1 ,.а) |
|
C t]+ f['(£ i |
|
|
|
|
; |
||
u l =[ *Z£L a |
] * |
c ] - |
[ - £ |
> ( ° ' £ |
) ] } |
' n |
BapuaHt |
(pl"!- I,6)' |
|||
a l =[*2£ia]*J-[SSie+ï£t c |
d]^£o ( a*S*cd)]J- |
|
|
|
|||||||
Ш вариант |
(рио. I,в), |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
U } = [ - № |
а ) - ( - е , |
а ) ! |
|
|
- 1У |
вар“а"1 |
(Р"°Д , Г ) ’ |
||||
U p f [ - ( Z £ i a +'z<*;£)-[-<5>Ca+t)]} |
|
' У |
Bapi,aHI |
Срио- 1,д)- |
|||||||
где â i ~ |
деформация интервала в |
условиях |
изменяющегося |
НДС |
; Л |
- |
|||||
коэффициентбокового распора ; V |
- коэффициент Пуассона |
; сГ0 |
- |
||||||||
деформация |
интервала |
в нетронутом |
массиве |
; SX |
, S , с , et - коли |
чество интервалов, для которых определялись деформации.
Ввиду того, что поставленная задача решались ь условиях упругой изотропной среды, где проявлялись деформации Гука, нами сделана по пытка учесть фактор времени, т.е. реологические свойства горных пород.
Для |
горных |
пород углисто-рлинисты.х |
сланцев, вмещающих |
рудные |
те |
||||||
ла, в |
которых |
проходятся |
орта |
для отработки |
блоков, выбрано стеш иное |
||||||
двухпараыетрическое ядро |
ползучести |
(Абеля) |
/ 3 /. |
|
|
|
|||||
« Сложность решения задачи методами теории наследственной |
ползучес |
||||||||||
ти заключается |
в |
расшифровке операторных |
выражений |
в формуле |
|
||||||
|
|
|
|
St |
f-oi |
JÔo^ . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
\ |
|
|
(I) |
|
|||
|
ъ |
- т £- О l '* |
f - o C J |
£Ж |
|
|
|
|
|||
Un |
воспользовались методом |
переменных |
модулей, |
который |
заключает- |
||||||
оя в том, что вместо интегральных операторов используем временные |
|
||||||||||
функции |
|
/ 4 /• |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ив выражения (/)следует выражение для ьроменной.дикции |
модуля |
:ii— |
|||||||||
.Формации |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(*)
Е *~' f t qo 3
f-cC
d t qo= /-с<.
Далее, пользуясь предложением об отсутствии объемного последствия
/:§#( = const,
E -t £
получим временную функцию для коэффициента поперечной деформации
Jti-O.iT- O . S - j U |
|
|
( U |
1+ < р |
|
|
|
Таким образом, определив переменные модули |
, / i f |
по |
вышепри |
веденным формулам согласно фиксированным срокам |
отработки |
блока (да |
|
ты инструментальных наблюдений), произведем вычисление |
условных сме |
щений контурных точек на эти же даты, при этом соответствующий коэф фициент поперечной деформации подставлялся в условия задачи по вы числению деформаций, а модуль деформации использовался в формуле по определению расчетных смещений
а |
: |
U n = |
( 5 ) |
Получив таким образом численные значения расчетных смещений, строим графики зависимости смещений кровли, бока и почвы орта от вре мени его нздрзботки очистными работами в блоке для горизонтов 290 и 33U м.
Для смещений кровли орта горизонта 330 м, полученных из инструмен тальных наблюдений и указанным выше путем, при ёго надработке харак тер перемещения одинаков, хотя сами расчетные и-измеренные величины , отличаются на конкретные дёты в столону увеличения последних.
Смещения бока и почвы орта (рис. 2, 3) носят аналогичный характер, это свидетельство того, что в модели нельзя отразить все особенности процесса, происходящего при надработке орта.
Графики ожидаемых смещений, которые получены из расчетных-путем введения в их уравнения поправки, интегрально учитывающей неучтенные факторы, позволяют в рассматриваемых горно-технических условиях прог
нозировать проявления горного давления .в виде смещений контуре выра ботки. Поправка определялась из совместного решения уравнений по оп
ределению |
фактических |
(инструментально замеренных. 1 и расчетных |
смещений |
кроьли, бока, |
почвы ортов горизонта 330 м. |
|
|
И 7 |
Рис,2. Расчетные смещения оока выработки
Рис.5.Расчетные смещения пог:.ы - :фЗбО'Гн'.1
Низамётдинов ф.К., Осиев М.К«, Кузнецов А.Д. Прочность породных |
|
контактов |
3 |
Анашкин А.И., Поклад Г.Г., Лягина О.И. Обеспечение устойчивости |
|
бортов Тургайских карьеров |
9 |
Шпаков П.С., Поклад Г.Г., Ожигин С.Г. Выбор расчетной ыодели |
|
прибортного пассива при оценке устойчивости карьерных |
|
откооов |
14 |
Шпаков П.С., Оиаров С.Т. Оценка устойчивости реальных откосов |
21 |
Осиев U.K., Окатов Р.Я. Методика тарировочных испытаний в |
|
.натурных условиях |
26 |
Юнаков Ю Л . , Пяткова Э.П. Шубин И.Ь. Механизм деформирования |
|
бортов карьера при его подработке |
30 |
Лумадильдинов Б.И., Окатов Р.П., Бакланов Б.Б. Векторное |
|
представление смещений реперов при наблюдении за деформа |
|
цией прибортового массива горных пород |
32 |
Лушкврев В.И. Принципиальные геомеханические схемы сдвижеьяя |
|
горных пород при совместной разработке угольных пластов |
|
открытым и подземным способами |
34 |
Новикова Л.К. Оценка состояния и параметров бортов Экибас- |
|
тузских разрезов в условиях крутого залегания слоев |
44 |
Федоров В.Г. Сдвижение масоивов горных пород в гористой, |
|
местности |
49 |
Саыарцев Г.И. Дифференцирование трещин по степени их влияния |
|
на угловые параметры процесса одвижения |
52 |
Гадымба И.Н., Клещев П.Е. Влияние подземных горных разработок |
|
на деформируемые основания зданий на свайных фундаментах |
55 |
Куэембаев к.Б., Шуйская &.U. Оценка степени воздействия различ |
|
ных факторов при многократной подработке зданий и соору |
|
жений |
60 |