Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Сдвижение горных пород и земной поверхности при подземных разработках

..pdf
Скачиваний:
2
Добавлен:
12.11.2023
Размер:
15.63 Mб
Скачать

нике будут являться скорее взбрососдвигами, сбрососдвигами и другими комбинациями кинематических движений разломов.

Все неотектонические зоны разломов, как и зоны древних раз­ ломов, расположены не беспорядочно, а вполне закономерно, обра­ зуя определенные «структурные» рисунки, позволяющие выяснить кинематику горизонтального перемещения блоков и плит. На осно­ вании закономерных структурных рисунков А. И. Суворовым были выведены динамопары и тектонопары и впервые была установлена кинематическая связь между системами глубинных разломов раз­ ного типа и разного направления.

На основании этого можно сделать вывод, что тектонические на­ рушения типа сбросов, взбросов, надвигов будут в основном парал­ лельны между собой и перпендикулярны к сдвигам в пределах од­ ного порядка или ранга нарушенности. Это подтверждается и ре­ зультатами моделирования, полученными А. В. Михайловой. В ее работе отмечается, что надвиги формируются, последовательно уда­ ляясь от штампа один за другим. При этом они образуют зоны раз­ рывов, каждая из которых начинает формироваться после заверше­ ния развития предыдущей и ее. отмирания. Каждый последующий разрыв параллелен предыдущему. Новой зоне разрыва соответст­ вует новый максимум деформации. Однако по мере отмирания каж­ дой следующей зоны деформации поле деформаций приобретает один общий максимум, прилегающий к штампу или к нижней его части.

Активность разлома, его кинематический вид формируют исход­ ное напряженно-деформтгровацное состояние массива в районе гор­ ных работ. Закономерности формирования разлома позволяют су­ дить о ширине зоны его влияния.

В результате динамического районирования Таштагольского ме­ сторождения выделена система блоков, где отрабатываемая часть месторождения оказалась расположенной в одном блоке (Восточ­ ный). Данный блок разбивается внутриблоковыми разломами на отдельные полосы, которые не выходят за пределы границ Восточ­ ного блока.

Наблюдения за процессом сдвижения пород висячего бока по­ казали, что сдвижение поверхности висячего бока месторождения происходит по крайней от провала трещине и зона плавных сдви­ жений отсутствует. При этом углы сдвижения определяют по край­ ней трещине.

•При отработке нижележащих горизонтов характер процесса сдвижения не изменился. Сдвижение пород висячего бока происхо­ дит в виде оползания террасы по плоскостям ослабления.

Но в отношении сдвижения пород лежачего бока характер про­ цесса сдвижения изменился и прогнозы, данные для нижележащих горизонтов, себя не оправдали. Если в 1964 г. отмечалось в лежа­ чем боку наличие трех зон: зоны обрушения, зоны трещин и зоны плавных сдвижений, то дифференциация зон сохранилась и при от­ работке нижележащих горизонтов.

20. Методические указания по профилактике горных ударов с учетом гео­ динамики месторождений/И. М. Батугина, И. М. Петухов, Б. Ш. Винокур и др. Л., ВНИМИ, 1980.

21.Мусхелшивили Н. И. Некоторые основные задачи математической тео­ рии упругости. М., Наука, 1966.

22.Общие методические положения комплексного исследования проблем гор­

ной геомеханики.— Тр. ВНИМИ, № 81, 1970, с. 192—196.

23. Орлов Г. В. Влияние сдвижения горных пород на деформации обсадных колонн скважин в условиях Ангренского месторождения.— Тр. ВНИИПромгаза, вып. 3. М., Недра, 1969, с. 171—177.

24.Охрана подрабатываемых подготовительных выработок/Н. П. Бажин,

О.И. Мельников, В. С. Пнховкин и др. М., Недра,' 1978.

25.Певзнер М. Е., Дарыкина Т. А., Кононов В. В. Сдвижение горных по­

род при разработке месторождений полезных ископаемых геотехиологическими способами;— Горный журнал, 1977, № 4, с. 61—63.

26.Петухов И. М. Горные удары на угольных шахтах. М., Недра, 1972.

27.Поляков А. К. О совершенствовании методики построения предохрани­

тельных целиков.— Уголь, 1977, № 4, с. 56—58.

28.Посыльный 10. В. К вопросу о точности типовой кривой оседания.— До­ быча угля подземным способом. ЦНИЭИУголь, 1977, № 5, с. 14—16.

29.Правила охраны сооружений и природных объектов от вредного влия­

ния подземных разработок в Криворожском железорудном бассейне. Л., ВНИ­

МИ, 1968.

30. Правила охраны сооружений и природных объектов от вредного влияния

подземных разработок на железорудных месторождениях Урала. Свердловск,

Уральский филиал ВНИМИ, 1974.

31. Правила охраны сооружений и природных объектов от вредного влия­

ния подземных горных разработок на угольных месторождениях. М., Недра,

1981.

Е. Г.

Расчет

максимальных сдвижений и де­

32. Лисица И. Г П е т р у к

формаций земной поверхности

под

влиянием

горных

разработок в Западном

Донбассе.— Изв. вузов. Горный журнал, 1973, № 10, с.

113^-115.

33.Рекомендации по проектированию мероприятий для защиты эксплуати­

руемых зданий и сооружений от влияния горных выработок в основных уголь­ ных бассейнах. Л., Стройиздат, 1967.

^34. Ржевский В. В., Новик Г. Я. Основы физики горных пород. М., Недра,

35.Руководство по расчету и проектированию зданий и сооружений на под­

рабатываемых территориях. М., Стройиздат, 1977.

36.Рыжов 77. А. Математическая статистика в горном деле. М., Высшая школа, 1973.

37.Сашурин А. Д., Храмцов Б. А. Результаты применения метода измере­ ния напряжений массива крепких горных пород на больших базах. Новосибирск,

ИГД СО АН СССР, 1976, с. 66-70.

38.Сашурин А. Д., Храмцов Б. А., Саин В. А, Напряженное состояние

массива горных пород некоторых рудных месторождений Урало-Казахстанского

региона. Новосибирск, ЙГД СО АН СССР, 1978, с. 71—75.

39.Сдвижение горных пород на рудных месторождениях/М. А. Кузнецов,

А.Г. Акимов, В. И. Кузьмин и др. М., Недра, 1971.

40.СНиП. 1I-A. 1471. Здания и сооружения на подрабатываемых терри­ ториях. Нормы проектирования. М., Стройиздат, 1972.

41.Совершенствование методов маркшейдерских работ и геометрнзация

недр. Под ред. В. А. Букринского, Я. 3. Рашковского, Е. Ф. Фролова. М., Нед­

ра, 1972.

42.Тимошенко С. П., Гуdeep Дж. Теория упругости. М., Наука, 1975.

43.Турчанинов И. А., Иофис М. А., Каспарьян Э. В. Основы механики

горных пород. Л., Недра, 1977.

44.Фисенко Г Л. Предельное состояние горных пород вокруг выработок. М., Недра, 1976.

45.Цытович Н. А. Механика грунтов. М., Высшая школа, 1973.

Предисловие

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

1. Расчеты сдвижений и деформаций земной поверхности в Донбассе

&

1.1. Сдвижение толщи горных пород

 

...........................

 

6

1.1.1. Схема сдвижения горных пород (А. Н. Медянцев) .

толщи

Б

1.1.2.

Сдвижение

горных

пород

при

повторной

подработке

12

(С. А. Медянцев, А. И. Медянцев)

.

.

 

 

1.2. Расчеты сдвижений и деформаций земной поверхности при известном

21

расположении

горных

выработок

. . . .

 

 

. .

1.2.1. Границы мульды сдвижения (А. Н. Медянцев)

21

1.2.2.

Типовые

кривые

распределения

сдвижений и деформаций

25

(А. Н.

Медянцев)

 

 

 

 

. . .

 

1.2.3. О методе построения типовой кривой оседания земной поверх­

35

ности

(70.

В.

Посыльный)

.

.

.

.

 

1.2.4. Погрешности расчета сдвижений и деформаций земной поверх­

39

ности по методу типовых кривых (А. Н. Медянцев, Ю. В . Посыльный)

1.3. Расчеты деформаций земной поверхности при неизвестном располо­

48

жении горных выработок (А. Н. Медянцев)

 

 

 

.

1.3.1. Максимальные деформации земной поверхности при разработке

48

одного

пласта

 

.

 

 

.

.

.

 

1.3.2. Расчет деформаций земной поверхности при разработке свиты

51

пластов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Расчет деформаций горных пород на основе функции затухания сдви­

60

жений в слоистом

массиве (А. Г Шадрин)

 

 

 

 

2.1.Сдвижение горных пород в подработанном массиве........................... 60

2.1.1.Теоретические представления о сдвижении горных пород в

массиве

 

.

.

.

.

 

. . .

 

60

2.1.2. Расчет изолиний сдвижений в подработанном слоистом мас­

02

сиве

 

 

.

 

.

 

 

 

2.2. Формирование и расчет мульды сдвижения земной поверхности

 

64

2.2.1. Угол максимального сдвижения .

....................

 

64

2.2.2. Некоторые закономерности образования мульдысдвижения

 

67

2.2.3. Расчет вектора сдвижения и деформаций в заданной точке

 

70

3. Основные результаты исследования сдвижения горных пород и земной

 

поверхности

при

подземной разработке

угольных пластов

в Западном

78

Донбассе

 

 

 

 

 

 

 

 

3.1. Горнотехнические условия Западного Донбасса и направления иссле­

78

дований сдвижения

горных пород

(И. Г. Лисица) . . .

 

. .

. 8 1

3.2. Основные параметры процесса

сдвижения

(И. Г. Лисица)

82

3.3. Расчет сдвижений и деформаций земной поверхности

(И. Г. Лисица)

3.4. Безопасная глубина ведения очистных работ под плывунами и вод­

84

ными объектами (И. Г. Лисица)

. . . .

. . . .

 

3.5. Прогнозирование результатов подработки пойм рек в Западном Дон­

86

бассе (И. Д

Лисица)

 

...........................

 

.

3.6. Расчет динамических параметров процесса сдвижения земной поверх­

87

ности при выемке угольных пластов в Западном Донбассе

(Е. Г. Петрук)

3.6.1. Расчет общей продолжительности процесса сдвижения и его

 

отдельных стадий

.

.

. 8 8

3.6.2. Расчет максимальных сдвижений и деформаций в динамической

89

полумульде

.

. . . .

.

3.6.3. Расчет максимальных скоростей сдвижений и деформаций зем­

94

ной поверхности

 

.

 

3.6.4.Определение характерных точек в динамической полумульде 97

3.6.5.Расчет сдвижений и Деформаций и их скоростей в точках глав­

ного сечения динамической полумульды в направлении движения

 

забоя

 

 

98

4. Взаимосвязь деформаций земной поверхности и подрабатываемых зда­

100

ний (В. М. Варлашкин)

 

 

4.1.

Ожидаемые и расчетные

деформации

.

101

4.2.

Неравномерность величин

деформаций по длине

здания .

102

4.3.Расчетные и измеренные радиусы кривизны в мульде сдвижения . . 104

4.4.Зависимость между деформациями оснований и фундаментов зданий 106

4.5.Зависимость между реактивным отпором грунта по подошве фунда­

ментов зданий и деформациями земной поверхности

.

111

4.6. Оценка ожидаемых повреждений зданий

114

4.7. Допустимые горизонтальные деформации земной поверхности при

117

подработке зданий

 

.

.

.

4.8. Допустимые вертикальные деформации земной поверхности при под­

121

работке

зданий

.

.

.

 

 

4.9. Допустимая кратность подработки зданий

 

124

5. Сдвижение горных пород и земной поверхности при геотехнологических

127

методах

добычи

полезных

ископаемых

 

 

5.1. Влияние сдвижения горных пород на технологию выемки полезных

127

ископаемых

В. Орлов,

В. К. Капралов)

.

 

5.2. Цели, задачи и методы исследований сдвижения горных пород и зем­

131

ной поверхности . В. Орлов, В. /С Капралов)

 

5.3. Сдвижение горных пород и земной поверхности при подземной гази­

133

фикации мощных пологих угольных пластов

(Г. В. Орлов) .

. .

5.3.1.Общие закономерности процесса сдвижения земной поверхности

при шахтной выемке и подземной газификации угольных пластов . 134

5.3.2.Механизм сдвижения горных пород над подземными выработ­

ками .

 

.

.

.

 

.

 

 

139

5.3.3. Установление контуров выработанного пространства и характе­

 

ра выгазовывания угольного пласта по данным наблюдений за сдви­

146

жением

земной

поверхности

 

 

. .

5.3.4. Влияние сдвижения горных пород на деформацию обсадных

2

колонн

эксплуатационных

 

скважин .

 

.

. 1 5

5.4. Результаты исследований условий образования провалов земной по­

 

верхности

при

подземной

 

газификации

крутых

угольных

пластов

155

(В. /С. Капралов)

 

 

 

 

.

 

5.4.1. Задачи и методика исследований

 

 

155

5.4.2. Влияние горно-геологических и горнотехнических факторов на

 

образование

провалов

.

.

•.

...........................158

5.4.3. Влияние характера и степени деформации горных пород на об­

163

разование провалов

 

.

. . .

 

. . .

5.4.4. Механизм образования провалов и расчет предохранительных

171

целиков

 

 

 

 

 

 

 

 

6. Исследования способа искусственного управления кровлей при отработ­

 

ке наклонных рудных' месторождений камерно-столбовой системой разра­

 

ботки на примере Миргалимсайского месторождения ( В. И . Борщ-Компо-

178

ниец, Н. Я.

Романов)

 

 

 

 

 

6.1. Сведения о геологическом строении и физико-механических свойствах

179

пород Миргалимсайского месторождения

.

 

 

6.2. Характеристика экспериментального участка

 

 

181

6.3. Методика изучения напряжений массива горных пород

 

182

6.4. Результаты

исследований

 

186

6.5.

Исследование искусственной податливости междукамерных целиков

187

на

экспериментальном

участке...............................................

.

6.6. Наблюдательная станция на экспериментальном участке

192

6.7.

Результаты

исследования напряженно-деформированного

состояния

 

целиков, кровли и почвы камер при создании искусственной податливости

193.

и после проведения

эксперимента

 

7.Особенности проявления сдвижения горных пород в условиях тектони­

ческих полей напряжений (А. Д. Сашурин)

 

 

 

 

I95*-

7.1. Роль напряженного состояния нетронутого массива пород в

разви­

195-

тии

процесса

сдвижения

.

. . .

 

7.2. Геомеханическая модель разрабатываемого месторождения

 

198

7.3. Измерение напряжений на участках массива горных пород

 

202

7.4. Напряженное состояние массива горных пород рудных месторожде­

207

ний

Урала

и

Казахстана

 

. .

 

.

 

7.5. Особенности сдвижения горных пород в условиях тектонических по­

210

лей

напряжении

 

. . .

 

7.6.

Расчет

горизонтальных деформаций, сдвижений

земной поверхности

217

и вмещающих

пород

 

. . . .

.

7.7. Проблемы сдвижения массива горных пород и охраны сооружений на

221

железорудных

месторождениях

региона

.

. .

 

 

7.7.1. Состояние исследований сдвижения

горных

пород .

 

221

 

7.7.2. Сдвижение горных пород на Северопесчанском железорудном

224

 

месторождении

...................................

. .

.

7.7.3.Сдвижение горных пород на Высокогорском железорудном

месторождении

 

.

.

23Э

7.7.4. Совмещение открытых и подземных разработок на Гороблаго­

234

датском железорудном месторождении

.

.

.

7.8. Геодинамика месторождений и ее влияние на сдвижение горных по­

237

род (И. М. Батугина)

 

 

 

Список литературы

 

 

 

243^

Виталий Иванович Борщ-Компониец

Ирина Михайловна Батугина Владимир Михайлович Варлашкин и др.

СДВИЖЕНИЕ ГОРНЫХ ПОРОД И ЗЕМНОЙ ПОВЕРХНОСТИ ПРИ ПОДЗЕМНЫХ РАЗРАБОТКАХ

Редактор издательства Л. И. ЕЛАГИН Переплет художника В. Б. СТРОГАНОВА Художественный редактор О, Н. ЗАЙЦЕВА Технический редактор О. Ю. ТРЕПЕНОК Корректор К. И. САВЕНКОВА

ИБ № 4979

Сдано в набор 27.04.84, Подписано в печать 30Л0.84. Т-21612. Формат бОхЭОУм. Бумага кн.-журнальная. Гарнитура «Лите­ ратурная». Печать высокая. Уел. печ. л. 15,5. Уел. кр.-отт. 15,5.

Уч.-изд. л. 17,24. Тираж 1300 экэ. Заказ 1035/8945—9. Цена 1 р. 30 к.

Ордена «Знак П очета» издательство «Недра», 103633, Москва, K-J2, Третьяковский проезд, 1/19 Ленинградская картографическая фабрика ВСЕГЕИ.

Соседние файлы в папке книги