По вопросам сдвижения горных пород и охраны сооружений, не нашедшим отражения в настоящих Методических рекомендациях, обращаться в аттестованные организации.

Глава 1. Общие положения

Глава 2. Формы проявления процесса сдвижения

Глава 3. Определение границ зон влияния подземных разработок

Глава 4. Меры охраны и условия безопасной подработки зданий и сооружений и природных объектов

Глава 5. Построение предохранительных целиков и предохранительных зон

Приложение 1. Основные понятия, термины и обозначения параметров сдвижения земной поверхности

Приложение 2. Определение допустимых и предельных деформаций земной поверхности для гражданских зданий

Приложение 3. Определение допустимых и предельных деформаций для промышленных зданий

Приложение 4. Допустимые и предельные деформации земной поверхности

Приложение 5. Примеры построения предохранительных целиков и зон влияния подземных разработок

Приложение 6. Выбор параметров частичной по площади выемки предохранительных целиков и запасов выше горизонта безопасной глубины

 

Введение

 

Настоящие Методические рекомендации предназначены для организаций, осуществляющих проектирование, строительство и эксплуатацию рудников ПО «Жезказганцветмет», взамен «Временных правил охраны сооружений от вредного влияния подземных разработок на рудниках ПО «Жезказганцветмет» (1997 г.) и «Дополнений…» (1998 г.) к ним.

Опыт использования указанного нормативного документа в разнообразных горно-геологических условиях показал правильность основных принципиальных его положений. Однако некоторые из рекомендаций устарели и нуждаются в переработке с учетом результатов более поздних исследований. Представленные Временные правила переработаны институтом РГП «ННИЦ» с участием ПО «Жезказганцветмет» в соответствии с Концепцией безопасной и эффективной отработки Жезказганского месторождения в усложнившихся горнотехнических и геомеханических условиях. Изменения внесены на основании обобщения горнотехнических и геомеханических данных и материалов инструментальных и визуальных наблюдений за сдвижением горных пород и земной поверхности, проведенных в 1997-2010 гг. на Жезказганском месторождении. При составлении настоящих Методических рекомендации были учтены замечания и предложения институтов КазНИИБГП, ИГД АН РК и Департамента по ЧС Карагандинской области и Жезказганского региона.

В Методических рекомендациях устанавливаются границы опасного влияния подземных горных разработок, приведена методика оценки допустимых условия подработки охраняемых объектов, определен порядок применения горных и конструктивных мер охраны.

Глава 1. Общие положения

 

Настоящие Методические рекомендации устанавливают границы зон возможного влияния подземных горных разработок и регламентируют меры охраны и безопасные условия выемки руды под зданиями, сооружениями и инженерными сетями.

При проектировании зданий и сооружений на подрабатываемых территориях следует руководствоваться нормами проектирования, предусмотренными соответствующими нормативными документами.

Эксплуатируемые здания, сооружения и инженерные сети, расположенные в зоне влияния горных разработок, подлежат охране от вредного их влияния.

Выбор мер охраны эксплуатируемых объектов осуществляется горным предприятием, разрабатывающим месторождение, либо по его заказу - аттестованной организацией.

Оформление, согласование и утверждение мер охраны производится в соответствии с методическими рекомендациями о порядке утверждения мер охраны зданий, сооружений и природных объектов от вредного влияния горных разработок.

Меры охраны сооружений, включая предохранительные целики, утвержденные на основе ранее действовавших Временных правил и Дополнений к ним, с вводом настоящих Методических рекомендации не подлежат пересмотру, за исключением тех случаев, когда непогашенные пустоты существовали длительное (более 20 лет) время, или появились признаки ослабления целиков и снижения устойчивости налегающих пород. В этих случаях меры охраны подлежат дополнительному рассмотрению и повторному утверждению.

Для определения фактических деформаций земной поверхности и охраняемых объектов, эффективности применяемых мер охраны, горное предприятие выполняет наблюдения в соответствии с Методическими указаниями по наблюдениям за сдвижением горных пород и земной поверхности при подземной разработке рудных месторождений, согласованных приказом Комитета по государственному контролю за ЧС и ПБ МЧС РК от 22 сентября 2008 года № 36.

По вопросам сдвижения горных пород и охраны сооружений, не нашедшим отражения в настоящих Методических рекомендациях, обращаться в аттестованные организации.

Глава 2. Формы проявления процесса сдвижения

 

В результате подземной разработки Жезказганского месторождения камерно-столбовой системой с оставлением массивных и междукамерных целиков (далее - МЦ и МКЦ), близких, в плане, к круглой форме, ленточных панельных и барьерных целиков (далее - ПЦ и БЦ), накоплен большой объем непогашенных пустот. Оставленные в выработанном пространстве рудные целики поддерживают налегающую толщу и не позволяют активно развиться процессу сдвижения, который характеризуется плавным прогибом за счет проявления упругих и реологических свойств горных пород при величинах оседания земной поверхности, достигающих 15-20 мм в течение 10-20 лет.

Вследствие длительного воздействия природных и техногенных факторов несущие элементы камерно-столбовой системы разработки теряют свою прочность (несущую способность) и, при массовом разрушении целиков, процесс активного сдвижения налегающей толщи достигает земной поверхности с возникновением на ней воронок, провалов, террас, трещин, вертикальных и горизонтальных деформаций, опасных для зданий, сооружений и других охраняемых объектов.

9. Участок земной поверхности, подвергшийся сдвижению под влиянием подземных горных разработок, называется мульдой сдвижения.

За границу мульды сдвижения на земной поверхности принимается контур, построенный по крайним точкам мульды сдвижения, оседания которых равны 5 мм.

10. При полном развитии процесса сдвижения горных пород в мульде сдвижения образуются следующие зоны (рис. 1):

зона обрушения - наиболее опасная часть мульды сдвижения, где возможно внезапное образование провалов и воронок обрушения, при дальнейшем развитии которых на земной поверхности возникают террасы и крупные трещины. За границу этой зоны принимается контур крайних трещин с раскрытием или уступом 0,25 м и более;

зона трещин - часть мульды сдвижения, прилегающая к зоне обрушения, где земная поверхность подверглась сдвижению с разрывом сплошности и образованием трещин. За внешнюю границу зоны трещин принимается контур крайних, хорошо различимых трещин на земной поверхности;

зона плавных сдвижений - часть мульды сдвижения, расположенная над участком временно устойчивого состояния массива;

зона опасных сдвижений - часть мульды сдвижения, на которой возникают деформации, опасные для зданий, сооружений и природных объектов. Граница зоны опасных сдвижений определяется по деформациям, опасным для наиболее ответственных зданий и сооружений (приложения 2, 3, 4), полученным при средней длине интервала 15-20 м.

 

Рис. 1. Зоны влияния очистной выработки:

а - по простиранию; б - вкрест простирания при пологом залегании залежи; в - вкрест простирания при крутом залегании залежи:, 1 - общая зона влияния; 2 - зона опасных сдвижении; 3 - зона обрушения; 4 - участок возможного образования воронок обрушения и провалов; 5 - зона трещин; 6 - зона временно устойчивого состояния массива и земной поверхности (зона плавных сдвижении)

 

Указанные деформации составляют максимально:

растяжения ε = 2 х 10-3 (2 );

наклон i = 4 х 10-3 (4 );

кривизна k = 0,2 х 10-3 ; (0,0002 ).

11. Границы зоны обрушения определяются с помощью углов обрушения (β', γ', β1' и δ') - внешних относительно выработанного и обрушенного пространства углов, образованных на вертикальных разрезах горизонтальными линиями и линиями, соединяющими границы выработанного и обрушенного пространства по кровле залежи с границей зоны обрушения на земной поверхности (рис. 1).

Аналогичным образом, с помощью угла ν, определяются границы участка зоны обрушения, на котором наиболее вероятно внезапное образование провалов и воронок обрушения (рис. 1).

12. Границы зоны трещин и зоны опасных сдвижений наземной поверхности определяются углами сдвижения (β, у, δ, β1). Углами сдвижения называют внешние относительно выработанного и обрушенного пространства углы, образованные на вертикальных разрезах вкрест и по простиранию залежи (в местах наибольших сдвижений), горизонтальными линиями и линиями, соединяющими границы выработанного и обрушенного пространства (по кровле залежи), с границами зоны опасных сдвижений на земной поверхности.

Углом β определяется граница опасной зоны в породах висячего бока от нижней границы выработанного и обрушенного пространства, углом γ - от верхней границы выработанного и обрушенного пространства, а углом δ - от этой границы по простиранию.

Углом β1 определяется граница зоны опасных сдвижений в породах лежачего бока залежи от нижней границы выработанного и обрушенного пространства при крутом залегании залежи (рис. 1).

13. Углы сдвижения используются также для построения предохранительных целиков и предохранительных зон, предназначенных для решения вопросов охраны различных объектов от опасного влияния горных разработок.

Предохранительным целиком называется часть горного массива, включая содержащиеся в ней рудные залежи (часть рудных залежей), расположенная под охраняемым объектом и предназначенная для его защиты от опасного влияния горных разработок.

Если для защиты охраняемых объектов применяются не предохранительные целики, а горные меры охраны, то для определения формы и размеров участков залежей, при отработке которых применение этих мер обязательно, производится построение предохранительных зон. Границы предохранительных зон и предохранительных целиков определяются плоскостями, проведенными под углами сдвижения от границ охраняемой площади, на которой расположен объект, подлежащий охране (рис. 2.2, а, б). При этом по отношению к предохранительному целику или предохранительной зоне угол β определяет их верхнюю границу, угол γ- нижнюю, угол δ - границу по простиранию залежи и угол β1 - границу со стороны лежачего бока залежи (при крутом падении, рис. 2.2, в).

14. Границы общей зоны влияния подземных горных выработок на земной поверхности определяются относительно границ выработанного пространства углами сдвижения β, у, δ. За границу общей зоны влияния принимается внешний контур мульды сдвижения, оседания точек которого равны 5 мм.

Участок горного массива, расположенный между углами сдвижений, построенными от границ обрушенного и отработанного необрушенного участков залежи, называется зоной временно устойчивого состояния массива и земной поверхности (рис. 1.). В этой зоне до нарушения устойчивости несущих элементов отработанного и необрушенного участка не требуется применение мер защиты подрабатываемых объектов.

15. Основными факторами, определяющими характер и параметры процесса сдвижения массива горных пород, являются:

системы разработки;

форма и размер залежей, их мощность, соотношение размеров выработанного пространства и глубины разработки;

структурные особенности горных пород (слоистость, трещиноватость, тектоническая нарушенность);

прочностные свойства (крепость, сцепление угол внутреннего трения) вмещающих пород;

углы падения залежей и вмещающих пород;

горизонтальные тектонические напряжения.

16. Системы разработки по их влиянию на характер и параметры процесса сдвижения земной поверхности объединяются в следующие группы:

камерно-столбовые системы с оставлением регулярных столбчатых целиков различного назначения обуславливают возможность задержки в развитии процесса сдвижения.

При использовании камерно-столбовых систем в качестве горной меры защиты охраняемых объектов их параметры должны быть рассчитаны с учетом поддержания налегающей толщи в устойчивом состоянии на срок существования объектов. Контроль состояния налегающей толщи осуществляется путем постановки и проведения визуальных и инструментальных наблюдений за сдвижением горного массива и земной поверхности.

 

Системы с полной закладкой выработанного пространства характеризуются прогибом налегающих горных пород и земной поверхности без образования, как правило, уступов и провалов, и плавным развитием процесса сдвижения налегающих пород и земной поверхности.

Величины сдвижений и деформаций земной поверхности при таких системах зависят от компрессионных свойств закладочного массива, полноты заложения выработанного пространства и мощности, отрабатываемых залежей (т.е. эффективной мощности). При применении закладки, в качестве меры защиты охраняемых объектов, эффективная мощность залежи должна обеспечивать деформации, не превышающие допустимые деформации для объектов.

Системы разработки с обрушением налегающей толщи пород на больших площадях обуславливают наиболее активное развитие процесса сдвижения толщи пород и земной поверхности и наибольшие величины сдвижений и деформаций.

При применении комбинации вышеуказанных систем разработки по нескольким залежам и на больших площадях отработки эффект задержки процесса сдвижения, присущий в отдельности камерно-столбовой системе или системе с полной закладкой, снижается за счет перераспределения горного давления на участках, отработанных различными системами.

17. В зависимости от соотношения размеров выработанного пространства и глубины его расположения, подработанные породы и земная поверхность могут сохранять устойчивое состояние или сдвигаться в условиях неполной или полной подработки.

При небольших отношениях размеров выработанного и обрушенного пространства L к глубине разработки Н в толще пород образуется свод естественного равновесия, вследствие чего налегающие породы выше свода и земная поверхность могут весьма длительное время сохранять устойчивое состояние.

По мере увеличения отношения L/H происходит периодическое увеличение размеров свода естественного равновесия, который в конечном итоге разрушается, и сдвижение пород развивается до земной поверхности и в условиях неполной подработки.

Неполная подработка земной поверхности наблюдается тогда, когда размеры выработанного и обрушенного пространства по простиранию L (рис. 2.3) или падению I или оба эти размера меньше 1,3 средней глубины разработки (т.е. L и I < 1,3 Н), а также при наличии в выработанном пространстве не разрушенных целиков, площадь которых составляет не менее 20 % от площади выработанного пространства. При неполной подработке величины сдвижений и деформаций земной поверхности не достигают максимальных значений, а углы сдвижений получаются круче, чем в условиях полной подработки.

Полная подработка земной поверхности происходит тогда, когда размеры выработанного и обрушенного пространства, как по падению, так и по простиранию залежи равны или превышают 1,3 глубины разработки (L и /1 > 1,3 Н) и в выработанном пространстве отсутствуют не разрушенные целики или безрудные участки значительных размеров. В условиях полной подработки величины сдвижений и деформаций земной поверхности получаются наибольшие, а углы сдвижений приобретают наименьшие значения.

18. Прочностные свойства (крепость) пород определяют их устойчивость и характер сдвижения при подработке.

Слабые и средней крепости породы (f < 8) начинают сдвигаться при меньшем соотношении L/H. При этом их сдвижение выше зоны беспорядочного обрушения происходит, преимущественно, в форме прогиба слоев в сторону выработанного пространства, в результате чего, в краевых частях мульды сдвижения образуются значительные зоны плавных сдвижений с критическими деформациями и углы сдвижения получаются относительно пологими.

Прочные и весьма прочные породы (f > 8) являются более устойчивыми и не склонны к прогибу. Сдвижение их начинается при большем соотношении L/H и происходит, преимущественно, в форме отрыва и обрушения блоков пород в выработанное пространство. Вследствие этого, зоны плавных сдвижений в краевой части мульды сдвижения не получают существенного развития, критические деформации обычно отмечаются у крайних трещин на земной поверхности, поэтому углы сдвижения получаются более крутыми и, нередко, равными углам разрывов.

19. Тектонические нарушения, расположенные в области сдвижения пород и падающие в сторону выработанного пространства, создают благоприятные условия для возникновения сдвижения в форме сдвига или сползания пород по поверхностям этих нарушений. Поэтому тектонические нарушения могут оказывать непосредственное влияние на характер развития процесса сдвижения, форму мульды сдвижения, на величину углов сдвижения, делая их более пологими или крутыми, в зависимости от элементов залегания и расположения этих нарушений относительно выработанного пространства.

На участках интенсивной тектонической нарушенности и дробления пород возможно развитие обрушения в узкой «трубообразной» области сдвижения пород с выходом воронки обрушения на земную поверхность.

Трещиноватость обуславливает степень ослабления прочных пород в массиве и тем самым оказывает влияние на характер процесса сдвижения и величину углов сдвижения. Чем сильнее нарушен массив мелкой трещиноватостью, тем меньше будут его прочностные характеристики и тем активнее будет развиваться процесс сдвижения с образованием более пологих углов сдвижения. Поэтому углы сдвижения в сильнотрещиноватых породах следует уменьшать на 5-10° по сравнению с углами сдвижения в породах средней и слабой трещиноватости.

По степени трещиноватости породы данного месторождения разделяются на следующие группы со средними размерами структурных блоков пород, м:

сильнотрещиноватые - менее 0,3.

средней трещиноватости - 0,3 - 0,8

слаботрещиноватые - более 0,8

20. Углы падения рудных залежей влияют на характер распределения сдвижений и деформаций в мульде сдвижения и величину углов сдвижения β, которые с увеличением угла падения залежей уменьшаются.

Углы у и δ не зависят от угла падения пород и рудных залежей. При углах падения залежей более 60° возможно сдвижение пород лежачего бока залежей, если их крепость f < 8 или имеет место интенсивная тектоническая нарушенность пород.

 

 

Глава 3. Определение границ зон влияния подземных разработок

 

21. На всех шахтах ПО «Жезказганцветмет», ведущих подземную разработку рудных залежей под зданиями, сооружениями и инженерными сетями должны быть определены и нанесены на планы земной поверхности границы общей зоны влияния подземных горных разработок, зон опасных сдвижений и обрушений.

При уточнении горно-геологической и изменении горнотехнической обстановки границы указанных зон должны быть своевременно откорректированы. Под общей зоной влияния подземных разработок понимается участок земной поверхности (мульда сдвижения), на котором возможны проявления сдвижений и деформаций под влиянием подземных разработок.

Границы этой зоны определяются от крайних контуров разрабатываемых и проектируемых к разработке рудных залежей. В зоне сдвижения подземных разработок следует производить построение границ зоны опасных сдвижений и обрушений.

22. Построение границ общей зоны влияния подземных разработок, зоны опасных сдвижений, а также предохранительных целиков и предохранительных зон для любых систем разработки и различной последовательности отработки рудных залежей производится по углам сдвижения (таблице 1).

При этом граница общей зоны влияния определяется по углам сдвижения, построенным от границ отработки, граница зоны опасных сдвижений - по углам сдвижения, построенным от границы отработанного и обрушенного пространства, а границы предохранительных целиков и предохранительных зон - по углам сдвижения, построенным от границ охраняемых объектов с учетом мер безопасности.

23. При горизонтальном и пологом залегании рудных залежей построение границ зоны обрушения на земной поверхности производится с помощью углов обрушения, которые во всех направлениях принимаются равными β'=у'=δ'=90°, а угол ν = 105°. На флексурных участках при α > 60° угол обрушения β'1 принимается равным 70°.

При наличии в массиве крупных флексур и зон интенсивного дробления пород, имеющих угол падения более 40° и залегающих согласно с поверхностями, ограничивающими область сдвижения горных пород, сдвижение может происходить по поверхностям этих нарушений. В таких случаях углы сдвижений принимаются равными углам нарушений, но не круче углов сдвижений, приведенных в таблице 1.

24. Устойчивым состоянием налегающей толщи горных пород и земной поверхности считается такое состояние, при котором сдвижения и деформации от влияния произведенной отработки запасов либо отсутствуют, либо не превышают критических значений.

 

Таблица 1

 

 

Углы сдвижения

 

Угол падения залежи α, градус	Углы сдвижения, градус
β	у	δ
0-20 21-40 41 и более

Примечание: 1. На флексурных участках при углах падения залежей более 60° вместо угла ν используется угол β1 = α, но не более 75°. 2. При средневзвешенном значении крепости пород f < 8 и сильнотрещиноватых породах (пункт 19) углы сдвижения уменьшаются на 5°

При массовом разрушении или извлечении междукамерных целиков условие устойчивого состояния земной поверхности определяется из выражения:

Н > l э+ 40, (1)

где Н - глубина верхней границы выработанного пространства с разрушенными целиками, м;

lэ - эквивалентный пролет, определяемый по формуле:

 

lэ = (2)

 

где L - размер выработанного пространства с разрушенными целиками по простиранию залежи, м;

l₁ - размер горизонтальной проекции выработанного пространства с разрушенными целиками на разрезе вкрест простирания залежи, м (рис. 4, а).

В случаях, когда величина L> 2l1 эквивалентный пролет принимается: 1э = 11, а если параметр l1 > 2 L, то 1э =L. При соотношении L/ l1 < 2 величина lэ рассчитывается по формуле (2).

При сложном контуре выработанного пространства в плане эквивалентный пролет определяют по формуле:

 

lэ = 3 S/Р, (3)

 

где S и Р - площадь и периметр, соответственно, выработанного пространства в плане.

При больших размерах залежи по простиранию ее размер при определении S ограничивается величиной Н.

При наличии в толще нескольких отработанных сближенных залежей с перекрывающимися участками массового разрушения целиков, устойчивость земной поверхности оценивается с учетом общих геометрических их параметров в проекции на горизонтальную плоскость, а фактическая глубина выработанного пространства определяется от верхней залежи с разрушенными целиками (см. рис. 4, б).

 

Рисунок 4

Схема определения параметров зоны обрушения при разрушении междукамерных целиков на перекрывающихся залежах I, II, III: а - план; б - разрез; 1,2 - соответственно, устойчивые и разрушенные целики; 3 - контур зоны обрушения.

 

Если в налегающей толще имеются разрывные нарушения, зоны смятия и дробления пород, а также весьма обводненные породы, то пользоваться зависимостью (1) не рекомендуется; в таких случаях вопросы устойчивости земной поверхности решаются с привлечением специализированных организаций.

25. При невыполнении условия (1) сдвижение налегающей толщи происходит в виде обрушения над отработанным и не поддерживаемым рудными целиками пространством, но без образования воронок и провалов, если выполняются условия:

для случая принудительного обрушения с коэффициентом разрыхления 1,1

 

Н/m >10, (4)

 

для случая самообрушения с коэффициентом разрыхления 1,04

 

Н/m >25, (5)

 

где m - мощность залежи (высота выработанного пространства с разрушенными целиками), м.

Если в толще имеются залежи с перекрывающимися участками массового разрушения целиков, то в выражениях (4) и (5) учитывается суммарная вынимаемая мощность залежей, а глубина разработки определяется с учетом мощности междупластья (моста) между залежами (рис. 4, б), т.е. выражение (4) принимает вид:

 

(H+h)/(m1+m2)>10, (6)

 

где m1, m2 - вынимаемые мощности перекрывающихся участков залежей, м.

26. Если не выполняются условия пунктов 24, 25, т.е. Н < lэ + 40 и

Н/m < 10, то процесс обрушения распространяется до земной поверхности с образованием воронок и провалов.

Ожидаемая глубина провалов на земной поверхности определяется по формуле

 

hnp = m-H/10 (7).

 

Если условие пункта 24 не выполняется (H < lэ+40), но соблюдается условие пункта 25 (Н/m > 10), то после забутовки пустот обрушенными породами у земной поверхности остается необрушенной потолочина мощностью

 

hn = H-10m, (8),

 

а на земной поверхности возможно образование мульды сдвижения с зоной опасных деформаций. Для условия самообрушения с коэффициентом разрыхления 1,04 расчеты по формулам (6) и (8) выполняются с учетом выражения (5).

27. При отработке флексурных зон без поддержания налегающей толщи рудными целиками или закладкой выработанного пространства, устойчивость обнажения кровли определяется наклонным пролетом висячего бока камер по падению. Если обнажаемый пролет по падению флексуры (b) меньше предельного пролета (lпр), то висячий бок сохраняет устойчивость при любом (теоретически-бесконечном) пролете камеры (а) по простиранию флексуры. Если b > 0пр, то обрушение висячего бока начинается при пролете камеры по простиранию флексуры, определяемом по формуле

 

а≥ , (9)

 

Предельный пролет рассчитывается по формуле

 

lпр= , (10)

 

где mк - мощность слоя непосредственной кровли, м;

α - угол падения слоев горных пород во флексуре, град;

σp - предел прочности пород непосредственной кровли на растяжение, равный 1,5 МПа для красноцветных пород и 2,0 МПа для серых песчаников.

28. Устойчивость налегающей толщи пород и земной поверхности над несколькими отработанными залежами, а также при отработке одной (или первой) залежи с образованием значительного по площади обнажения, при наличии данных о фактических оседаниях с начала отработки первой залежи оценивается в соответствии с таблицей 2.

 

Таблица 2

 

 

Устойчивость земной поверхности при развитом процессе сдвижения в зависимости от оседаний и скоростей оседаний

 

Оседание земной поверхности, мм	Скорость оседания земной поверхности, мм/мес	Степень устойчивости
≤ 20	0,1	устойчивая
21-35	0,1-0,3	ослабленная
36-50	0,3-1,0	неустойчивая
> 50	>1,0	интенсивных сдвижений

 

При наличии охраняемых объектов на земной поверхности периодичность инструментальных наблюдений за сдвижением земной поверхности следует принимать: в устойчивом состоянии - 1 раз в год, ослабленном - 1 раз в 4 месяца, неустойчивом - 1 раз в месяц, в состоянии интенсивных сдвижений -1-2 раза в неделю, в стадии затухания процесса сдвижения - 1 раз в месяц до снижения скорости оседания до 1 мм/мес, затем 1-2 раза в год.

29. Границы зон обрушения и опасных сдвижений определяются в следующем порядке:

на план поверхности наносят контур участка очистных выработок с разрушенными целиками, над которым возможно возникновение зон обрушения и опасных сдвижений;

по простиранию и вкрест простирания рудной залежи в пределах контура очистных выработок строят ряд вертикальных разрезов, характеризующих форму и элементы залегания участка с разрушенными целиками;

на разрезах от наиболее характерных точек контура выработанного пространства с хорошо сохранившимися, не разрушенными, целиками проводят линию под углом обрушения и соответствующими углами сдвижения до пересечения с земной поверхностью;

полученные на разрезах точки пересечения линий с земной поверхностью переносят на план поверхности и соединяют соответствующие точки плавными кривыми.

Аналогичным образом, пользуясь углами сдвижения, строят границы зоны трещин и общей зоны влияния горных выработок. В последнем случае линии проводят от границ очистных выработок, существующих или проектируемых, независимо от того, имеются или нет в данном районе признаки разрушения целиков или сдвижения земной поверхности.

30. Границы образовавшейся при отработке запасов (либо ожидаемой) зоны обрушения выносятся на местности и подлежат обязательному обозначению насыпью или оградой с установкой предупреждающих знаков для исключения попадания в опасную зону людей, транспортных средств и животных.

 

 

Глава 4. Меры охраны и условия безопасной подработки зданий и сооружений и природных объектов

 

31. Меры охраны должны быть целесообразными как технически, так и экономически и обеспечивать:

безопасность людей в охраняемых зданиях и сооружениях или в местах расположения охраняемых объектов;

сохранность объектов, эксплуатацию их по прямому назначению;

безопасность ведения горных работ;

исключение излишних потерь или консервации руды;

предотвращение неоправданного сноса или переноса охраняемого объекта.

32. Изложенные в настоящем разделе условия безопасной отработки рудных залежей под объектами, меры охраны и порядок их выбора распространяются на гражданские и промышленные здания, технологическое оборудование, инженерные сооружения, опоры ЛЭП, санитарно-технические сети.

33. Определение условий безопасной подработки зданий и сооружений, инженерных коммуникаций, выбор мер их охраны основываются на сравнении расчетных деформаций (показателей суммарных деформаций) земной поверхности с допустимыми и предельными значениями.

Допустимыми деформациями земной поверхности (основания сооружений) принято считать деформации, вызывающие такие повреждения в сооружениях, при которых для дальнейшей эксплуатации их по прямому назначению достаточно проведения послеосадочного ремонта.

Предельными деформациями земной поверхности (основания сооружений) принято считать деформации, превышение которых может вызвать аварийное состояние сооружений, повлечь угрозу опасности для жизни людей.

Допустимые и предельные деформации земной поверхности для гражданских (жилых и общественных) и промышленных зданий определяются по методике, изложенной в приложениях 2 и 3, соответственно.

Расчетные деформации земной поверхности определяются по приложению 1 или устанавливаются по результатам инструментальных наблюдений за сдвижением горных пород на соседних участках месторождений с аналогичными горнотехническими условиями разработки рудных залежей.

34. Допустимые деформации для наиболее распространенных инженерных сооружений, санитарно-технических сетей и технологического оборудования, приведены в приложении 4.

35. При известных допустимых, предельных и расчетных деформациях (показателях суммарных деформаций) земной поверхности подработка зданий и сооружений допускается:

если ожидаемые деформации (показатели суммарных деформаций) меньше допустимых - беспрепятственно;

если ожидаемые деформации больше по величине предельных - необходимо применение горных мер защиты с целью уменьшения деформаций земной поверхности до допустимых значений;

если ожидаемые деформации находятся в интервале от допустимых до предельных - необходимо применение конструктивных мер защиты зданий и сооружений.

36. Если установить величину ожидаемых (расчетных) деформаций (показателей суммарных деформаций) земной поверхности не представляется возможным, допустимые условия подработки зданий и сооружений следует определять по безопасной и предельной глубине разработки.

37. Безопасной глубиной разработки называется такая глубина, ниже которой горные работы не вызывают в сооружениях деформаций, более допустимых.

Ниже горизонта безопасной глубины горные работы могут производиться без применения горных и конструктивных мер охраны сооружений, а необходимость проведения текущих ремонтных работ определяется при согласовании подработки объекта в установленном порядке.

Безопасная глубина откладывается по вертикали от охраняемого объекта до кровли залежи.

Безопасная глубина разработки для промышленных и гражданских зданий рассчитывается по формулам:

1) если для охраняемого объекта в качестве допустимых деформаций приняты относительные горизонтальные деформации, то

 

Нб=Кε , (1)

 

2) если для охраняемого объекта в качестве допустимых деформаций приняты наклоны, то

 

Нб= Кε , (2)

 

где [εд], [iд] - допустимые горизонтальные деформации и наклоны, определяемые в соответствии с приложением 2 и 3; Кε и Ki - коэффициенты, определяемые по таблице 3 и 4 в зависимости от средневзвешенного значения коэффициента крепости покрывающих пород и угла падения рудной залежи; Мэ - эффективная мощность рудной залежи определяемая в соответствии с пунктом 39.

 

Таблица 3

 

 

Значения коэффициента Кε

 

Наименование показателя	Средневзвешенное значение коэффициента крепости, f
3,0-8,0	8,1-12,0	более 12,0
Kε	0,46	0,27	0,2

 

Таблица 4

 

 

Значения коэффициента Ki

 

Наименование показателя	Угол падения залежи, град
				4 0	50 и более
Ki	1,63	1,71	1,62	1,30	1,10	1,00

 

38. За предельную глубину разработки принимают глубину, выше которой горные работы могут вызвать появление предельных деформаций в подрабатываемых зданиях. Предельная глубина откладывается по вертикали от охраняемого объекта до кровли залежи и определяется по формулам:

1) если для охраняемого объекта в качестве предельных приняты горизонтальные деформации, то

Нп= К ε , (3)

 

2) если для охраняемого объекта в качестве предельных деформаций приняты наклоны, то

 

Нп= К i , (4)

 

где [εп] и [iп] - предельные значения горизонтальных деформаций и наклонов, определяемые в соответствии с приложениями 2 и 3.

39. Эффективная мощность принимается:

при системах разработки с обрушением налегающих пород, равной средней вынимаемой мощности рудной залежи mэ=mср

при камерно-столбовой системе разработки по формуле

 

, (5)

 

где Vв - объем выработанного пространства (пустот) на участке залежи, отрабатываемом камерно-столбовой системой, м³; Vц - объем оставленных на участке целиков, м³; Кр - коэффициент остаточного разрыхления (в первом приближении можно принимать по пункту 25); S0 - общая площадь камер на участке залежи, отрабатываемом камерно-столбовой системой разработки (S0 = S - Sц, S-общая площадь участка отработки, включая МКЦ; Sц - площадь МКЦ), м²;

при системах с закладкой выработанного пространства по формуле:

 

mэ=(hк+hн)(1-B)+Bm (7)

 

где hк - величина сближения кровли с почвой выработки (конвергенция) до возведения закладки в камерах последней очереди, определяется по результатам наблюдений, м;

hн - неполнота закладки (среднее расстояние от верха закладочного массива до кровли камер), устанавливается по опыту, м;

В - коэффициент усадки закладочного массива под давлением, определяется по результатам натурных и лабораторных испытаний закладочных смесей.

40. Оценка допустимых условий подработки зданий и сооружений несколькими перекрывающимися залежами производится по суммарной эффективной их мощности.

41. Безопасная глубина разработки залежей под всеми объектами на поверхности, кроме промышленных и гражданских зданий, определяется по формуле:

 

Нб = Кб·mэ, (8)

 

Значения коэффициентов безопасности Кб в зависимости от категории охраны объекта принимаются по таблице 5.

 

Таблица 5

 

Категория охраны и коэффициент безопасности для различных сооружений

 

Категория охраны	Объект	КБ
I	1. Стволы шахт, служащие для транспортировки грузов выдачи руды, их копры, надшахтные. Здания и здания подъемных машин 2.Основные вентиляционные стволы с калориферными и вентиляционными установками 3.Центральные компрессорные станции с производительностью компрессоров более 100 мЗ/мин и градирни 4.Районные электростанции и электроподстанции
II	1. Мосты, путепроводы, виадуки всех конструкций общей длиной 20 м 100 м 2. Линии железных дорог МПС с малоинтенсивным движением (грузооборот не превышает 3 млн.т/км-км/год) и подъездные пути МПС, за исключением подъездных путей от шахт и других горнорудных предприятий 3. Стволы вспомогательных шахт (вентиляционных, закладочных, грузовых) с сооружениями подъемного комплекса, надшахтными зданиями, зданиями вентиляторов 4. Подземные магистральные трубопроводы 5. Рудничные механические мастерские обогатительные фабрики 6. Основные капитальные выработки: околоствольные, главные откаточные штреки и квершлаги, склады ВМ, насосные станции 7. Районные котельные 8. Понизительные подстанции на 6 и 35 кВ
III	1. Шахтные и поселковые местные котельные, водонапорные башни 2. Шахтные компрессорные станции с суммарной производительностью до 100 мЗ/мин 3. Подъездные железнодорожные пути к рудникам, шоссейные дороги 4. Наземные магистральные трубопроводы 5. Разводящие водопроводы, теплопроводы к отдельным объектам, канализационные коллекторы 6. Линии телефонной и телеграфной связи 7. Временные вентиляционные сооружения на шурфах 8. Борта действующих карьеров и выездные карьерные дороги
Мосты, путепроводы, виадуки на транспортных путях, за исключением мостов, путепроводов, виадуков на железных дорогах общего пользования
I II II III III II III	1) неразрезной конструкции с пролетами более 20 м 2) разрезной конструкции с пролетами более 20 м 3) неразрезной конструкции с пролетами менее 20 м 4) разрезной конструкции с пролетами менее 20 м Автомобильные магистрали Опоры ЛЭП анкерные (напряжение 220-400 кВ) промежуточные (напряжение 220-400 кВ) анкерные (напряжение 6-110 кВ) промежуточные (напряжение 6-110 кВ)

 

42. Для зданий и сооружений, подлежащих охране с помощью предохранительных целиков, ширина предохранительной бермы определяется (таблица 6) в зависимости от допустимых деформаций (приложение 2, 3 и 4) или категории охраны объекта.

 

Таблица 6

 

 

Ширина бермы

 

Допустимые для зданий деформации	Категория охраны объекта	Ширина предохранительной бермы, м
[εд] мм/м	[iд ] мм/м
2,0 и менее.	4,0 и менее	I
2,1-6,0	4,1-8,0	II
более 6,0	более 8,0	III

 

43. Для охраны объектов от вредного влияния подземных горных разработок применяются следующие меры:

оставление предохранительных целиков необходимых размеров;

горные, предотвращающие или уменьшающие деформации толщи пород и земной поверхности;

конструктивные, уменьшающие вредное влияние подземных горных разработок;

временное изменение характера эксплуатации подрабатываемого объекта на период опасных деформаций или перемещение его на неподрабатываемые участки;

засыпка провалов, воронок и трещин вблизи охраняемых объектов, ремонтные работы и пр.

44. Горные меры охраны предусматривают применение определенного порядка и последовательности выемки запасов под охраняемыми объектами, неполную по площади выемку руды, закладку выработанного пространства. Выбор горных мер охраны объектов производится, исходя из экономической целесообразности и технических возможностей, обеспечивающих допустимые деформации земной поверхности в основании зданий и сооружений. Защита зданий и сооружений с помощью ленточных целиков производится в соответствии с таблицей 1 приложения 6, с запасом прочности не менее 3.

45. Конструктивные меры, а также ремонтно-восстановительные работы позволяют сохранить или продлить срок эксплуатации сооружений в мульде сдвижения при деформациях основания, превышающих допустимые значения для данных сооружений. К ним относятся: разделение здания на отсеки деформационными швами, усиление несущих конструкций стальными тяжами, растяжками, железобетонными поясами, установка различного рода компенсаторов, связок-распорок, подпорных стенок, выпрямление крена и подъем осевших частей зданий и сооружений путем поддомкрачивания, подсыпка и рихтовка железнодорожных путей, разгонка стыков рельс, перепуск проводов ЛЭП и др.

Выбор конструктивных мер охраны производится в соответствии с «Рекомендациями по проектированию мероприятий для защиты эксплуатируемых зданий и сооружений от влияния горных разработок в основных угольных бассейнах» (Л., Стройиздат, 1967).

46. Засыпка провалов и воронок породой препятствует развитию обрушения в бортах провалов и образованию по их периферии оползней, террас и зияющих трещин.

Засыпка провалов, воронок и трещин вблизи охраняемых объектов организовывается по специальному проекту.

На участках, где дальнейшее разрушение целиков в очистных выработках исключается (по заключению специализированных институтов), по разрешению технического руководства объединения, поверхность засыпанных провалов после усадки насыпных пород может использоваться для прокладки дорог, коммуникаций, ЛЭП и т.д. с организацией регулярных наблюдений за ними.

47. Определение условий безопасной подработки зданий одиночной залежью или первой залежью из нескольких без применения горных и конструктивных мер охраны производится в такой последовательности:

1) устанавливаются конструктивные особенности и техническое состояние зданий, обусловливающие величины показателей, используемых при определении допустимых деформаций;

2) определяются допустимые для объекта деформации (показатели суммарных деформаций) и безопасная глубина разработки;

3) на разрезе вкрест простирания залежи строится горизонт безопасной глубины разработки, выше которого отработка запасов возможна лишь с применением мер охраны, включая предохранительные целики, ниже - может производиться выемка залежи без применения горных и конструктивных мер охраны.

48. Установление оптимального варианта мер охраны промышленных и гражданских зданий при ведении горных работ выше горизонта безопасной глубины или при расчетных деформациях, более допустимых, производится в такой последовательности:

1) определяются величины предельных показателей суммарных деформаций, если охраняются гражданские или аналогичные им по конструктивной схеме промышленные здания. Для промышленных зданий определяются величины предельных деформаций;

2) определяется предельная глубина разработки Нп для одной залежи или первой из перекрывающихся залежей.

При решении вопроса о выемке всех перекрывающихся залежей определяются расчетные деформации от всех залежей, находящихся в зоне влияния;

3) производится выбор мер охраны здания. Если расчетные деформации больше допустимых, но меньше предельных, то следует рассмотреть варианты совместного или раздельного применения горных и конструктивных мер охраны, обеспечивающих безопасную эксплуатацию объекта. Если расчетные деформации больше предельных, то обязательно предусматривается применение горных мер охраны, уменьшающих расчетные деформации (показатели суммарных деформаций) до величин, менее предельных. Если горные меры охраны не позволяют уменьшить расчетные деформации до допустимых величин, то дополнительно выбираются конструктивные меры охраны.

49. Сооружения первой категории охраны, здания, отнесенные к 1 и 2-му разрядам (таблица 1 приложения 2 и таблица 1 приложения 3), подлежат охране оставлением сплошных предохранительных целиков до безопасной глубины Нб.

Сооружения второй категории охраны, промышленные и гражданские здания, отнесенные к 3-му, 4-му и другим разрядам, при отработке запасов выше горизонта безопасной глубины Нб до глубины 100 м охраняются оставлением сплошных ленточных целиков в соответствии с таблицей 1 приложения 6, с запасом прочности не менее 3.

Сооружения, отнесенные к третьей категории охраны, допускается подрабатывать камерно-столбовой системой разработки с параметрами, принятыми в проекте разработки, при исключении образования провалов.

50. Для сооружений второй и третьей категории охраны применение систем разработки с полной закладкой выработанного пространства, в качестве меры охраны, допускается при разработке залежей ниже горизонта безопасной глубины, определенного с учетом эффективной мощности (пункт 39) в пределах предохранительной зоны (пункт 13). В проектах разработки залежей с закладкой выработанного пространства необходимо устанавливать сроки и порядок закладки камер.

51. Оформление, согласование и утверждение мер охраны, порядка ведения горных работ в предохранительных целиках и зонах влияния производится в соответствии с «Инструкцией о порядке утверждения мер охраны зданий, сооружений и природных объектов от вредного влияния горных разработок».

52. Для определения эффективности применяемых мер охраны, предупреждения заинтересованных лиц и организаций о развитии процесса сдвижения и деформаций толщи пород и земной поверхности в районе охраняемых объектов, для своевременного проектирования мероприятий по предотвращению опасных деформаций в подрабатываемых объектах, на рудниках следует выполнять систематические наблюдения. При этом проводятся как инструментальные, так и визуальные наблюдения за состоянием целиков и кровли в отработанных камерах, за сдвижениями и деформациями толщи пород, земной поверхности и охраняемых объектов.

Наблюдения за сдвижением земной поверхности и подрабатываемыми объектами рекомендуется выполнять в соответствии с требованиями Методических указаний по наблюдениям за сдвижением горных пород и земной поверхности при подземной разработке рудных месторождений, согласованных приказом Комитета по государственному контролю за чрезвычайными ситуациями и промышленной безопасностью МЧС РК от 22 сентября 2008 года № 39. Наблюдения за состоянием целиков и кровли отработанных камер проводятся в соответствии с «Временными методическими указаниями по выявлению ослабленных участков на рудниках АО «Жезказганцветмет» 1996 г. Для повышения достоверности результатов наблюдений за сдвижением и деформациями земной поверхности над отрабатываемыми залежами следует проводить нивелирование реперов профильных линий повышенной, не ниже lV-го класса, точности.

Полученные из наблюдений величины деформаций сравниваются с допустимыми деформациями для различных охраняемых объектов, приведенными в приложении 4.

Подработка сооружений, подлежащих охране, с применением камерно-столбовой системы разработки разрешается с обязательной постановкой систематических наблюдений за состоянием кровли и целиков в отработанных камерах и за сдвижением земной поверхности в районе охраняемых объектов.

При обнаружении признаков разрушения целиков и сдвижения земной поверхности должны быть своевременно назначены другие (дополнительные) меры охраны, предусматривающие либо изменение характера эксплуатации объектов, либо их снос.

 

 

Глава 5. Построение предохранительных целиков и предохранительных зон

 

53. Границы предохранительных целиков и зон опасного влияния очистных выработок строятся относительно границ охраняемой площади, которая для зданий и сооружений включает охраняемый объект и берму вокруг него (рисунок 5.1).

54. Ширина бермы для охраняемых объектов принимается по таблице 6.

55. Границы охраняемой площади для отдельных зданий и сооружений, у которых отношение длинной стороны к короткой стороне менее 5, определяются на плане следующим образом. Вокруг охраняемого объекта через его угловые точки строят прямоугольник со сторонами, ориентированными по простиранию и вкрест простирания залежи (рисунок 5.1, а). Параллельно этим сторонам на расстоянии от них, равном ширине бермы, строят новый прямоугольник, стороны которого являются границами охраняемой площади.

Для группы зданий и сооружений (например, промплощадка шахты) границы охраняемой площади определяются на плане многоугольником со сторонами, параллельными охраняемым объектам и отстоящими от них на расстоянии ширины бермы (рис. 5.1, б).

Для вытянутых объектов, ориентированных диагонально к линии простирания залежи, границы охраняемой площади строят параллельно сторонам охраняемых объектов на расстоянии от них, равном ширине бермы (рис. 5.1, в). К вытянутым объектам относятся: железные дороги, трубопроводы и другие, отдельные здания и сооружения, у которых соотношение длинной стороны к короткой равно или более 5.

Для железнодорожных путей границы охраняемой площади строятся от нижней бровки насыпи или верхней бровки выемки.

56. Границы предохранительных целиков и предохранительных зон определяются с помощью углов сдвижения (рисунок 5.2, а, б).

Если нижняя граница целика (предохранительной зоны), построенная по углу γ, располагается ниже горизонта безопасной глубины и расстояние в плоскости залежи от верхней границы целика до горизонта безопасной глубины более 0,25 (H+mv), то за нижнюю границу целика (предохранительной зоны) принимается линия пересечения горизонта безопасной глубины с кровлей залежи (рисунок 5.2, в).

Если расстояние в плоскости залежи между горизонтом безопасной глубины разработки и верхней границей целика, построенного под объект по углу β, меньше 0,15 (Нb + mv), то целик не оставляется и выемка руды под объектом может производиться без применения горных и конструктивных мер охраны (рисунок 5.2, г).

57. Построение предохранительных целиков (предохранительных зон) производится способом вертикальных разрезов или графоаналитическим способом (способом перпендикуляров или проекций с числовыми отметками). Вертикальные разрезы строятся в направлениях вкрест простирания и по простиранию залежи (рисунок 5.2, а, б, в, г).

 

На разрезах вкрест простирания залежи границы целиков (предохрнительных зон) определяются пересечением кровли, почвы залежей с линиями, проведенными под углами β и γ, соответственно.

На разрезах по простиранию построение границ целиков (предохранительных зон) производится следующим образом. С вертикального разреза вкрест простирания на разрез по простиранию проектируются верхние и нижние границы целиков (предохранительных зон). Затем через границы охраняемой площади под углом сдвижения проводятся линии в толще пород. Между точками пересечения этих линий с проекцией верхней границы целика (с разреза вкрест простирания) получается верхняя граница целика, а с проекцией нижней границы целика (рисунок 5.2, б) или с горизонтом безопасной глубины (рисунок 5.2, в) - нижняя граница целика (по почве залежей).

Границы предохранительного целика (предохранительной зоны) в плане получают соединением отрезками прямых соответствующих точек границ целика, перенесенных на план с вертикальных разрезов.

Рудные залежи (или их части), расположенные внутри общего контура предохранительного целика и составляющие его рудную часть, называются предохранительными целиками по рудным залежам.

58. Разрешается спрямление границ предохранительных целиков. При этом врезание очистными выработками в предохранительный целик допускается не больше, чем до границ, построенных по методике, приведенной в примере 2 приложения 5.

59. При диагональной ориентировке объекта относительно линии простирания залежи с выдержанным углом падения для построения границ предохранительного целика (предохранительной зоны) проводятся линии под углами β' и γ'.

Углы β' и γ' вычисляются по формулам:

 

ctgβ'= ; (18)

ctgy' = ; (19)

 

где β, у и δ - углы сдвижения; θ - острый угол между линией простирания залежи и соответствующей границей бермы. Если у = δ, то у' = у.

60. При построении границ предохранительного целика по способу перпендикуляров для вытянутого объекта, диагонально расположенного по отношению к линии простирания залежи с выдержанным углом падения, длина перпендикуляров в сторону восстания q и в сторону падения l вычисляется по формулам:

 

; (20)

 

где Нt - расстояние от земной поверхности до залежи по вертикали, проходящей через заданную точку охраняемой площади.

Остальные обозначения приведены в пункте 57.

 

 

61. Построение предохранительных целиков для охраны объектов ограниченных размеров, расположенных диагонально к линии простирания залежи, производится следующим образом.

Для объекта строится охраняемый контур со сторонами, параллельными линиям падения и простирания залежи, и от этого контура определяются границы целика по углам β, у и δ. Затем для этого же объекта строится охраняемый контур со сторонами, параллельными осям объекта, и для полученного охраняемого контура определяются границы целика по углам β' и у'. Точки пересечения границ целиков, построенных двумя способами, будут угловыми точками контура целика минимальных размеров.

62. Построение предохранительных целиков (зон опасного влияния) способом проекцией с числовыми отметками производится следующим образом. На план поверхности с контуром охраняемой площади переносят изогипсы почвы рудной залежи. Затем от границ охраняемой площади под соответствующими углами сдвижения проводятся наклонные плоскости, которые изображаются на плане изогипсами с такими же числовыми отметками, как и изогипсы почвы рудной залежи. Горизонтальные проложения для проведения изогипс наклонных плоскостей определяются посредством масштаба заложения, для построения которых используются соответствующие углы сдвижения.

Точки пересечения изогипс наклонных плоскостей с одноименными изогипсами почвы рудной залежи, определяющими положение границ предохранительного целика по почве рудной залежи, соединяют отрезками прямых и получают контур рудного целика в плане. При необходимости контуры рудного целика переносят с плана на вертикальные разрезы.

63. На флексурных участках, отработка которых вызывает сдвижение пород лежачего бока и влияет на охраняемый объект, у нижних границ предохранительных целиков по падению флексуры оставляются дополнительные ленточные целики-упоры (рисунок 5.3) с коэффициентом запаса прочности не ниже 3.

Верхней границей целика-упора является граница предохранительного целика со стороны падения, а нижней - линия пересечения касательной к кровле рудной залежи на флексурном участке с почвой рудной залежи. Ширина нижней границы целика-упора равна ширине охраняемой площади по простиранию.

При наложении (в плане и на разрезах) предохранительных целиков и предохранительных зон для объектов различной категории охраны, размер: предохранительных зон уменьшаются на величину их перекрытия предохранительным целиком (рисунок 5.4).

 

 

 

Приложение 1

к Методическим рекомендациям по охране сооружений

от вредного влияния подземных разработок на рудниках

ПО «Жезказганцветмет»

 

 

Основные понятия, термины и обозначения параметров сдвижения земной поверхности

 

1. Для описания геомеханических особенностей, характеризующих процесс сдвижений и деформаций земной поверхности, используются следующие понятия и термины:

Ожидаемые сдвижения и деформации - такие, которые определяются в условиях, когда имеются календарные планы развития горных работ и известны необходимые для расчетов исходные данные. Ожидаемые сдвижения и деформации используются для разработки мер охраны здании и сооружений.

Мульда сдвижения - участок земной поверхности, подвергшийся сдвижению под влиянием подземных горных выработок.

Оседание земной поверхности η (мм) - вертикальная составляющая векторов сдвижения точек в мульде сдвижения земной поверхности.

Максимальное оседание ηm - наибольшая вертикальная составляющая векторов сдвижения точек при закончившемся процессе сдвижения.

Главные сечения мульды сдвижения - вертикальные сечения мульды по простиранию и вкрест простирания залежи, проходящие через точки с максимальными оседаниями земной поверхности.

Углы полных сдвижений - внутренние относительно выработанного пространства углы, образованные на вертикальных разрезах по главным сечениям мульды плоскостью залежи и линиями, соединяющими границы выработки с границами плоского дна мульды сдвижения.

Различают углы полных сдвижений (рисунок 1.1)

у нижней границы выработки - ψ1;

у верхней границы выработки - ψ2;

у границы выработки по простиранию - ψ3

Угол максимального оседания θ - угол со стороны падения залежи, образованный на вертикальном разрезе в главном сечении мульды вкрест простирания залежи горизонтальной линией и линией, соединяющей середину очистной выработки с точкой максимального оседания при неполной подработке земной поверхности (рисунок 1.1).

Длина полумульды - расстояние в главном сечении на разрезе вкрест простирания или по простиранию (рисунок 1.1) между границей мульды сдвижения и точкой пересечения с земной поверхностью линии, проведенной под углом полных сдвижений

 

 

(при полной подработке) или под углом максимального оседания (при неполной подработке). Участок плоского дна при расчете сдвижений и деформаций в длину полумульды не включается.

Различают длины полумульды (м): по падению D1, восстанию D2, простиранию D3.

Наклоны - отношение разности оседаний двух соседних точек мульды к расстоянию между ними (мм/м, или безразмерная, 10-3).

В точке мульды различают наклоны: в направлении простирания - ix, в направлении вкрест простирания - iy.

Кривизна - отношение разности накл