книги / Сдвижение горных пород и земной поверхности при подземных разработках
..pdfнике 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. 14—71. 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 (Г |
В. Орлов, |
В. К. Капралов) |
. |
|
|||
5.2. Цели, задачи и методы исследований сдвижения горных пород и зем |
131 |
||||||
ной поверхности (Г . 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.