книги / Сдвижение горных пород и земной поверхности при разработке месторождений полезных ископаемых

* * л

Ь “ ~

* * ( г >

■® 'А /

-

Вертикальные перемещения за сч ет

образован и я

подооти определя­

ются 'разн остью

между выражениями

( I )

и

(2 )

9* «

- r ~ ( h r - * V +

( з )

Распределение перемещений

в тяжелом

м аооиве

о вер ти н ал ьн о й по­

лостью изучено

/ 6 / ,

На

основе

данного

реш ения,

учиты вая

давление

обрушенных пород, вертикальны е перемещения земной

п о в е р х н о с ти . Выз­

ванные образованием зоны обрушения, можно

вы р ази ть

в следующем ви­

де

*

• * }

*

• .

(4 )

гд е

t , Га

- объемные

в е с а

м асси ва

и

обрушенных

п ород;

коэффициент

бокового

давлен и я

обрушенных пород;

• / -

угол внутреннего

трен и я .

Полные

оседания

земной

п оверхн ости ,

в р е з у л ь т а т е о б р азо ван и я

зоны

обрушения, используя

принцип

суперпозиции,

со гл ео н о .выраже ­

ниям

(3 )

и (4 )

определяют

по формуле

о

'A - J È î â à t i l l . / ?

„ аА

ûas^ J -

9

£

I z

I V *

[ г

( 5 )

Таким

образом с

использованием

парам етров

напряж енно-деформи­

рованного

состояния

м ассива горных п ород,

его

ф и зи ко -м ехан и чески х

характеристик и

законом ерностей

ф орм и рован и я'втори чн ого

поля

напряжений вокруг зоны обрушения можно

р а с с ч и т а т ь

величину о сед а ­

ний,

наклонов и

кривизны

земной поверхности в

любой то ч к е

мульды

сдвижения.

1

Л И Т Е Р А Т У Р А

«

1 . Влох

Н .П .,Гаш урин А .Л . Измерение

напряжений

в м асси ве креп ­

ких горных

пород.

-

М .: Н едра, 1970; -

124с.*

2 . Напряженное

состояние

земной

коры

(по

изм ерениям в м асси вах

горвы х п о р о д ).- в ? :.;

Н аука,

1973* г

18 6 с .

3 . 0 м ерах по

охране вентральны х

ство ло в

шахты

"С евер о вео ч авая"

венной

кровяв и рудного

т е л а . Повеление п о р о л .в

горны х

вы работках

о п р ел ел яется

конкретными

инж енерно-геологическим и условиям и

р в а -

рабатываемых

залеж ей . Ниже

И злагаю тся услови я

р а зр а б о т к и

м есторож ­

дения на примере залежи ПС-3^

шахты. 55 по

ланным буровой

р а з в е д ­

ки в эксплуатапзонны х р а б о т .

Породы непосредственной

кровли залежи ПС-3П

п редставлен ы

краснопветными

песчаникам и,

к р ао н ш и алевролитам и , к р ао й о д ато

-

серыми

и

серыми

песчаникам и . С распределени й

перечисленны х

л и то ­

логических

типов

кровли

в р а з р е з е и

по

площади

у с т а н а в л и в а е т с я

определенная

законом ерность. Красноцветные

песчаники

зал егаю т

преимущественно

во внутренней

Насти

контура

залеж и «

p i e

она

име­

е т максимальные

мощности;

Породы представлены

тонкозеряиоты м и

р а з н о с т я м

краоного ц вета различных

о тте н к о в .

Красные

песчаники

обычно

полоочатоЙ , то н к о сл о и сто й

те к о т у р н

з а очет

переслаивания м елкозернисты х к р асн о в ато -о ер о в аты х

п е с ч а ­

ников,

тонкозернисты х красных

песчаников

и

рднороднокраоцы х

аж евр о -

песчаников

и алевроли тов. Такие

тонкие ПерволамлавВн • порои

о б н а -

ружавают монолитность

б е з винимых р ассл о ен и й . Реже красны е п е с ч а ­

ника однородные,

плотны е. Ч асто

В красны*

п ео ч ан и к эх

отм ечаю тся

п рослои,

линзы и

отдельные

обломки ш околадного

и

зе л е н о в а т о -с е р о ­

г о ц вета

тонкозернисты х пород

и

ар ги л л и то в .

При

п ер ех о д е

с е р о

-

пветных рунных песчаников В красные

п е с ч а н и к и .к о н т а к т

между

нами

р езк и й , сцепление

по

кон такту

может

быть

о сл аб л е н о . Красные

а л е в ­

ролиты располагаю тся

в виде

небольших п я т е н , докры ваю тся

лишь

в

отдельных

скваж ина*,

Гежду краевыми

алевролитам *

д то я к о зр эн и о

-

тыми десчавиками

отмечаю тся

постепенные ф еодальны е переходы

к а к

а р а з р е з е ,

так а по прощали, Гощность

крй еаоп вётвы *

п ород

к о

-

леблется

о т

2 -3

до 6-бщ ,

м естам *

лредышеет

15м;.

Серне

open не зернистые яеочаникм окаймляют кровлю залеж и почти

со все*

сто р о н . Большие р азви ти я

рерна

п есчаники

поручаю т

в д о л ь

восточной

граниоы , местами

Серые Песчаники

во сто чн о й

в зап ад н о й

гран вп залежи

соединяю тся в

виде

у зк и х

п о л :с ; Серые п есчан и ки

со

значительной

мощностью являю тся

o siffo p o n fftn ia грубоолоясты м н п р р ч -

ннмв породами

средн е-м елкозерн и стой

структуры .

Ирг уменьшении

мощности,

б ез

кон такта с

красноиветнымн

лоролам и ,: серы е

п есч ан и ­

ки п ереходят

в

тонкополосчатые

породы

с

о сл аб ленными

к о н т а к т а ­

м и. Сцепление

особенно слабое

не

к о н так те

ц р оолоев серы х п есчан и ­

ков с красными тонкозренвсты м а

песчаниками ц а л ев р о л и та м и . В

атом

случае поросы

легко расслаи ваю тся ив

тонкие

п л и то ч к и ,

Мощность

серых п есчаников ко л еб лется от полного выклинивания

до

5-10м

и

более.

С еровато -красны е и красновато -серы е

породы

распространены

не­

значительно, выделяю тся в оредней чаоти

залежи

в виде широтной

полосы. Породы обнаруживают признаки Постепенных переходов серых

песчаников в

красные породы

как

в р а з р е з е , так

й по

площади. Се­

ровато -красны е

породы зачаотую представляют собой переслаивание

сероцветннх

и

красноцветны х

пород различного

гранулометрического

С остава. При

уменьшении,

как

общей мощности

слоя,

так

и прос -

вв# .

породы

при обнажении

раселайваю гся.

Мощность

серовато -,

красных поров небольшая от 1 -2 до 3-5м , реке превышает 5-8м.

Прочностные

свой ства руповмещающих пород

зависят

от

их грану­

лом етрического

с о с т а в а . Пределы

прочности пород при

одноосном

сжатии

характери зую тся следующими

усредненными

значениями ( сж,Ш1а)

серые

м елко -срелн езерн и сты е

песчаники - 16-20}

красные мёлкозер -

виотые

песчаники. - 8 0 -1 1 0 ;

красные тонкозернистые пеочаники -

5Q -80;

красные

алевролиты

-

4 0 -6 0 .

В п р ед ел ах отработанной части

залежи

ПС-3П зафиксировано

25

обрушений

кровли

и 37 случаев

разрушения 1ЛШ. Количественные

п о - ’

к азател и устойчивости

вы работанного пространства по панелям и

в «

среднем

по

залежи приведены

в таблице. Обрушения кровли приуроче­

ны к уч асткам

зал еган и я трещиноватых ослабленных порол. Красно

-

цветные

тонкозернисты е

песчаники

и алевролиты мощностью до 3 -5

м

расслаи ваю тся

по

плоскостям

ослабления

и

обрушаются

на высоту

от

. О ,5 -л о

2 -З м .

Серые, песчаники

мощностью

0 ,5 -2 м и

переслаивание

красных

тонкозернисты х

песчаников, алевролитов,

серых песчаников

ббщей мощностью по 3-5м при ослаблении послойными секущими трещи­

нами м огут

обрушатьел на всю 'мощ ность. Площади обрушения кровли

колеблю тся

от

бОт-70

по

200-250»/-'. Особо опасными являются участки

совм естн ого разруш ения

ПЩ и обрушения кровли. Так, в панели УШ

пооле разруш ения

(M l 1Ь 22 образована

зона

ослабления

и обрушения

кровли

площадью

около

1000м4"; в

панели

1У разрушены

12 ШЭД,

как

с л е д с т в и е ,

ослаблена

и

обрушена зона кровли площадью 72С0мс ;

в

панели XX разрушены

4

что вызвало образование зоны ослабле­

ния кровли

площадью ЗЗОСм".

У стойчивость ШЭД зави си т

от строен и я,

степени

трещиноватости

залеж и . Документация

разрушенных

пеликов

показы вает,

что серые

срелнезернисты е рудные

песчаники

характеризую тся

неоднородным

стро­

ением. В строении

залежи отмечаются

переслаивания

срспнезернястых

и м елкозернисты х

песчан и ков,

прослои,

конгломераторов,

тонкие

лрос-

105

лои

красных

тонкозернисты х

песчаников

мощностью от 0 ,1 - 0

,2 до

О ,5 - 1 ,Ом

и более слабой

прочности в

интенсивной

трещ иноватос­

т и .

Большое

количество разрушенных î!KU отм ечено в

п ан ел ях

XXIX и

ХХШ,

общее

коли чество их превышает д в а д ц а т ь ,

Эти

целики

оформле­

ны в

залежи

и породах кровли . Целик

№ 33

панели

XXI!! оформлен в

краснопветны е породы кровли ,

размеры

е го

отн о си тел ьн о небольш ие,

он почти полностью разрушен в

течение

одного

г о д а . МКЦ

9 ,1 0 ,

1 5 ,1 7 ,2 2 ,2 3 ,

2 .6 ,2 7 ,2 8 ,2 9 ,3 2 ,3 3 ,4 1 панели XXKI в

верхн ей ч асти сос­

то ят из проолоя красноцветны х пород кровли мощностью

0 - ,3 - 0 ,5м,

Контакт

между рудой

и красноцветными

п есчан и кам и , ал ев р о п есч ан и -

ками

р езк и й ,

ослаблен послойными трещинами,

Указанные

целики

частично

начали

р азруш аться

в теч ен и е

1 -З л ет

после

их оформления.

Целики

начинают

р азр у ш аться с вер х н ей

ч асти .

Инициаторами

разруш ения служат краснопветны е породы ,

обладающие

недостаточной

несущей способностью . Д алее

разруш ения

р а с п р о ст р а ­

няются

в

серопветные

рудные

п есчан и ки ,

котрры е

отжимаютоя

от це­

ликов

по

субмеридиональным

трещинам

крупными блоками

вы сотой

1 -1 ,5 м ,

толщиной

0 ,3 -1 м и

длиной почти

на

всю

ширину

диам етра

МЩ. Характерной

особенностью я в л я е то я

т о ,

ч то

ц ел и к и , разруш а -

половины и менее от п ервоначального

р а зм е р а ,

т о гд а

к а к субширот­

ное сечение

( с север а на

юг.)

почти

не

и зм е н я е т с я .

Высоте

МКЦ

изменяется" от 6 -8 до

I5-20M , Б

тел е

вы соких

ц ел и к о в , оформленных

отработкой

залежи

в

два

с л о я ,

залегаю т

прослои

красны х и

зелены х,

тонкозернистых

пород

мощностью 0 ,2 - 0 ,б м ,

К настоящему моменту больш инство целиков

п анели ХХШ находи тся

в аварийном состоянии . Обрушения кровли

панели отм ечаю тся

п о в с е - '

м естн о,

породы

кровли

расслаи ваю тся

по

напластованию , послойным

трещинам

и о б р у ш и тся

у ц ел и ко в,

между

целиками

на вы соту 0 ,2 -

1м, площадью от 10 -20

во

Ю 0-1Б0м*\

Аналогичным

образом деформи­

руются

МКЦ и

породы

кровли панели

ХХ1У. Залеж ь т

п р е д ел а х

это й

панели

имеет

сложное

стр о ен и е,

обусловленное

п е р е п а и в а н и е м

се -

рых рудных песчаников с .прослоями красных и

зел ен о в а то -к р а сн ы х

тонкозернисты х

песчаников

в ал ев р о л и то в .

Серые

рудные

песчаники

обнаруживают

параллельную и косую сло­

и с т о с т ь ,

вызывающую отделения

блоков

от

целиков

и

разруш ения

пос­

ледних.

Обрушения

краонопве^ных

пород

кровли охваты ваю т

всю

об­

наженную площадь камеры,

породы

обрываются

круто

и сл аб о

с ту п е н -

ч а т о у

пёликов на вы соту

0 ,5 - 2 м .

В ' к а м ер е ,

ограниченной

ШЩ Jà>.

I I ,

12 , 1 9 ,2 0 ,

вы сота

обрушения оо отороны

ШЩ №•<• 19

и 12

около

2м,

а

со

стороны .МКЦ №11

и 20 -

около 10 -12м . Это

о б ъ ясн яется

трм ,

что

пелвки

.№ I I

и 20

оформлены

в нижнем у с т у п е ,

а

нелики.

№19 и 12

оформлены

с

северной отороны*в верхней

чаоти

залеж и .

Обрушения

краснопветны х пород

кровли ,

начатые

со

стороны

ШЩ ..№12

и

19 про­

должаются

по

напластованию

до

МКЦ

№

I I ,

20 и отры ваю тся

на

высо -

ту Ю -12м .

Таким

образом ,

деформации

нровли

кам ер

и ШЩ контролирую тся

литолого-структурны ми показателям и

м асси ва..О бруш аю тся"кровли

,

сложенные

слоями

тонкозернисты х порол

малой п р о ч н о сти ,

повышенной

трещ иноватости и

небольшой

мощности. Разруш аю тся

МКЦ,

содержащие

в

своем теле

или

верхней

части прослои

маломощных

слабы х

п ород .

У становленная законом ерность

п о зво л яет

п р о гн о зи р о в ать

у слови я

разработки в предедах каждой залежи

месторож дения

по

м атериалам

разведочны х

р а б о т .

УЖ

6 2 2 .8 3 1 .0 0 1 .5

Е .Ж .Н асакаев,

П .Ф .С винпов

ШАХТНЫЕ ПАЕВДЕНИЯ ЗА ВЛИЯНИИ.! НАРАБОТКИ

НА НАПРЯЖЕНН0-ДЕФ0Н!ИР0ВАН1ЮЕ СОСТОЯНИЕ

.ВЫБРОСООПАСНОГО ПЛАСТА

1<12

jfiiH

выяснения

степени

защ итного

д е й с т в и я f

ко то р о е

о к азы в ает

от­

работка

вышележащих

сближенных п л асто в

K j4

и

K jg

на

нижележащий

выбросоопаоныЙ п ласт

к 12

в

1971,

1976

и

1981

г о д а х производились

измерения

деформаций

пород

и

у г л я ,

испытание

м ех ан и ч еск о го

сос­

тояния

/ I / ,

а

также

оценка

е го напряж енного

со сто ян и я

по

выходу

буровой мелочи при

бурении

экспериментальны х

скваж ин .

Для

проведения

натурных

испытаний

на

ш а х т е ''’К ар аган д и н ск ая"

бы­

ла

заложена

наблю дательная

станция

в р а зр е зн о й

печи

лавы

№ 22

верхнего слоя

п л аста

K j2

в

районе

седьм ого

южного вентиляци онно ­

го

штрека

п ласта

K j2 . Выкопировка

с

совмещ енного

плана

горны х

ра­

бот и схема

закладки

наблю дательной

станции

приведены

на

р и о .

I .

Пласт к^2

был

надработан

двумя

сближенными

п ластам и

к ^ 4

и

Kjg

в

1967-1968

г г . Вынимаемая

мощность

п л а с т а

K j4

с о с т а в л я л а

1 ,7 м ,

п л аста

K jg

-

1 ,6 м . Мощности

породной прослойки между этими сбли­

женными

пластами

- 1 ,8 м .

Угол

падения

п л асто в

к ;л е б л е т с я

в

преде­

лах В -Ю ?

,Уп

-

равленме

кровлей

в

обеих

а а в а х -

полное

обруш ение. Угольный пласт