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

книги / Сдвижение горных пород и земной поверхности при разработке месторождений полезных ископаемых.-1

.pdf
Скачиваний:
1
Добавлен:
20.11.2023
Размер:
9.54 Mб
Скачать

Поэтому «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 ) !

 

 

-

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

Соседние файлы в папке книги