книги из ГПНТБ / Строительство и защита зданий на подрабатываемых территориях

Выемка .пласта П7 велась лавами 27—28 и 29 восточными с бурошнековой выемкой и лавами 30, 31, 32 восточными с выемкой ком­ байном. Вынимаемая мощность в лавах 27, 28 и 29 составляла 0,5— 0,6 и в лавах 30 и 32 — 0,7 м. Лавами 27, 28 и 29 были подработаны 5-этажные кирпичные дома серии 1-438АВ-ЗЗк (рис. 45), в которых проектом предусмотрены конструктивные защитные мероприятия.

Для наблюдения за влиянием выемки лласта П 7 была заложена станция, состоявшая из профильных линий и ряда стенных реперов на многих домах. По оседаниям этих реперов отмечены незначитель­ ные деформации поверхности. У предполагаемой границы влияния лав 27—30 оседания достигли 46 и 37 мм, а у расчетной .границы влияния выработок репер № 30 опустился на 23 мм. Таким образом, фактическое распространение влияния подработки оказалось боль­ ше расчетного, хотя подработка еще не являлась полной.

Максимальное оседание реперов, ближайших к комбайновой ла­ ве 30, составило 89—115 мм, а у лавы 27, где ведется бурошнековая выемка, репер опустился на 88 мм. Оседание подработанных домов составляло от 25 до 38 мм.

Состояние зданий кварталов 31—43 после выемки лласта Па по­ зволило производить выемку пласта П7 в лавах 49, 50.

Площадь выемки, соответствовавшая положению забоя на рас­ стоянии от .разрезной печи 0,2#, равном 74 м, была выработана к 1/IV 1967 г., и можно считать, что только с этого момента началось существенное влияние выработки пласта П 7 на поверхность. Влия­ ние очи.сшых работ в лавах 47—48 по пласту П 7 отмечено после 1/IV 1968 г. в центральной части мульды оседания, где расположе­ ны одноэтажные здания. К 10/IV 1968 г. максимальные деформации поверхности после выемки двух пластов достигали следующих пре­ делов: оседания— 1525 мм, наклоны 5,2-10-з, радиусы кривизны+ + 6 км, горизонтальные деформации 3,8 мм/м. Влияние горных ра­ бот в лавах 47—48 как непосредственно, так и путем активизации оседаний от влияния прежних работ по пласту П8 , распространи­

явлении новых трещин (табл. 21). Жилой дом по ул. Кирова, 21 по-

122

пал на границу очистных работ лавы 50 и получил значительные трещины до 70 мм (рис. 46). Этим подтверждается тот вывод, что расположение здания •продольной осью перпендикулярно к границе выемки при ее пересечении при больших суммарных мощностях пластов (порядка 2,2 м) ведет к появлению значительных разруше­ ний стен здания.

Рис. 46. Трещины, ш , в наружных стенах дома без железобетонных поясов, расположенного на границе горных работ и подработанного од­ ним пластом (ул.Кирова, 21):

а — главный ф а с а д ; б — доворовый ф а с а д .

Наибольшие деформации получили здания, расположенные на пе­ регибе мульды перпендикулярно к границе выемки. Наклон зданий

дворовых фасадов оказалось больше оседания стен главных фаса­ дов; наклон второго и третьего отсеков (ниже по борту мульды сдвижения) оказался больше первого; наклоны по стенным реперам больше наклонов по грунтовым реперам профильной линии.

Запаздывание оседания середины здания по ул. Кирова, 21 объяс­ нялось меньшей жесткостью пролетов продольных стен, находя­ щихся по обе стороны центрально расположенной лестничной клетки, наличием трещины посередине отсека, поэтому у торцов здание осело больше. Трещины в этом здании стали раскрываться и появляться вновь после 1/IV 1966 г., когда образовалась разность оседаний среднего и крайних реперов в 27 мм. Под влиянием под-

123

работки вторым пластом П7 к 18/Х 1967 г. эта разность возросла до 41, а ко 2/IV 1969 г. достигла 64 мм. Радиусы кривизны цоколя к 18/Х 1967 г. достигли +6,7 км у главного фасада и +3,33 км — у дворового. Раскрытие осадочных швов кверху достигло 21 мм при подработке одним пластом. Осадочные швы, несмотря на их рас­ положение под углом к границе горных работ, работали удовлетво­ рительно.

Более значительное влияние на раскрытие швов .кверху зданий оказывают вертикальные деформации. На искривление цоколей здания влияет врезание' фундаментов. Врезание фундамента в грунт зависит от расположения продольной оси здания в мульде сдвижения. На наклонах врезание нижнего торца больше, чем верх­ него; врезание стен главного фасада меньше, чем дворового.

На основании изложенного можно сделать следующие выводы. Выемка одного пласта мощностью 1,31—1,43 м на глубине 350 м не приводит к большим деформациям в зданиях, расположенных ко­ роткой стороной перпендикулярно к границе выемки в середине мульды сдвижения и длинной стороной параллельно границе выем­

ки на перегибе мульды сдвижения и выше.

Влияние подработки распространяется на расстояние 450 м от границы выемки, граничный угол б0 = 38°.

Относительная величина сдвижения #0 = 0,8. В домах, не имею­ щих железобетонной подушки под фундаментами, часто появляют­ ся трещины еще до подработки. При подработке они быстро рас­ крываются, и образуются новые трещины. Крупноблочные здания переносят подработку лучше, чем кирпичные. Дома, расположенные на борту мульды сдвижения продольной осью перпендикулярно к границе выемки угля, оседая, получают значительный наклон, что приводит к их несимметричному нагружению, поэтому нижний то­ рец врезается в грунт больше. При максимальном наклоне борта мульды сдвижения, приуроченном к границе выемки, дома, располо­ женные в этом месте, получают трещины под действием максималь­ ных горизонтальных сдвижений и большой разности вертикальных оседаний.

Двухсекционные здания, построенные без мероприятий защиты, желательно подрабатывать только вдоль поперечной стороны, не допуская пересечения зданий границей выемки пласта. Поэтому очистные работы необходимо вести широким фронтом из четырех лав, чтобы наибольшее количество зданий попало на плоское дно мульды сдвижения.

Выемка одного пласта мощностью 0,75 м на глубине 370 м не при­ водит к существенным повреждениям зданий, особенно, если имеют­ ся железобетонные пояса в подошве фундамента и принято благо­ приятное, как указано выше, направление горных работ.

Разработка бурошнековой (машиной пласта мощностью 0,5 м вы­ зывает незначительные оседания ппверхност" в пределах до 0,2 м.

126

Повторная подработка пластом П 7 мощностью 0,7 м вызывала дополнительное оседание и значительную активизацию процесса сдвижения, а также увеличение относительной величины оседания от <7п = 0,79 при одном пласте Пв мощностью 1,47 м до <7о=0,82 м при выемке суммарной мощности тс =2,17 м двух пластов П7 и Пв.

Из приведенных данных об увеличении деформаций при повтор­

ной вертикали. На этом основании можно считать, что максималь­

лением выемки пласта П 7 под этими кварталами нужно считать на­ правление с запада на восток (или с востока на запад), так как при этом большинство зданий подрабатывается вдоль поперечной оси.

Как показали наблюдения, в диагональном направлении на бор­ ту мульды наклоны в период максимальных скоростей оседания превышают наклоны после окончания процесса сдвижения. Нара­ стание наклонов начинается с началом активной стадии сдвижения. Наибольшие наклоны соответствуют максимальным скоростям осе­ дания. После окончания 'активной стадии сдвижения наклоны умень­ шаются (рис. 47).

127

В главном направлении вкрест простирания наклоны увеличива­ ются в течение всего периода сдвижения и достигают -максимума после окончания процесса сдвижения. В главном направлении по простиранию наклоны изменяются в течение всего периода сдвиже­ ния на бортах мульды. Сначала они растут, потом убывают. При этом максимальный наклон приурочен к периоду опасных дефор­ маций, т. е. максимальных скоростей.

§ 18. ПРИМЕНЕНИЕ ГОРНЫХ МЕРОПРИЯТИЙ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ПОДРАБАТЫВАЕМЫХ ЗДАНИЙ

ИКОММУНИКАЦИЙ В НОВОВОЛЫНСКЕ*

Сцелью извлечения всех запасов угля под многоэтажной застрой­ кой с минимальными затратами на послеосадочный ремонт зданий были осуществлены следующие горные мероприятия.

Изменено направление на 40° фронта десяти очистных забоев об­ щей длиной 1260 м на всем западном крыле шахты № 3. Это дало возможность произвести подготовку лав под многоэтажной застрой­

кой по пласту П 7 так, чтобы длинные оси большинства зданий были параллельны фронту очистных забоев. После поворота главных вы­ работок началась проходка сборных и бортовых штреков. Выемка угля на этом крыле производилась двумя широкими фронтами лав за два периода. Необходимо отметить, что изменение направления главных выработок и подготовка общего фронта горных работ на больших участках (крыле) требует тесной увязки с подготовкой шахтой очистной линии забоев. Такие изменения в раскройке шахт­

Смещены границы отработки нижнего и верхнего пластов путем отработки четырех лав по верхнему пласт)', а затем двух лав по нижнему, причем выемка нижнего пласта перенесена во времени на 2 года после отработки верхнего пласта. Такие мероприятия внед­ рены в лавах 47, 48, 49, 50 пласта 1\& и в лавах 47, 48, 49, 50 пла­ ста Ш. Вначале были подготовлены и лавами 49 и 50 отработаны обратным, ходом оставшиеся запасы верхнего пласта, >а затем без­ остановочно совершен переход в 31 и 32 лавах на сплошную систе­ му разработки под кварталами 33, 34 и 36.

Технические границы между шахтами № 3 и 4 в районе застрой­ ки цехов кирпичного завода установлены так, чтобы все сооруже­ ния были подработаны широким фронтом очистных забоев шахты № 4 и не сказалось вредное влияние очистных работ от соседней шахты № 3.

Направление в обход вторыми северными главными откаточным и вентиляционным штреками участка, расположенного иод 4- и 5- этажными зданиями школы-интерната, изменено с таким расчетом,

* В написании параграфа принимал участие Е. Г. Петрук.

чтобы эти здания не оказались частично подработанными, и ча­ стично над целиками, оставленными для охраны главных штреков.

очень слабой .кровли произвести выемку угля существующими на шахте механизмами не представилось возможным. Этот участок за­ страивался 5- и 6-этажными зданиями с применением строительноконструктивных мер защиты, и был утвержден проект подработки с применением выемки угля бурошнековой машиной БУГ-3.

Разработка мер защиты канализационных сетей и коллекторов от вредного влияния горных разработок относилась к числу весьма

5 м и более) связано с большими трудностями. Во Львовско-Во- лынском бассейне эти трудности увеличиваются в связи с наличием на этой глубине плывунов на отдельных участках заложения ка­ нализационных труб. Оставлять охранные целики угля под коллек­ торами, как правило, нецелесообразно из-за большой протяженно­ сти и, часто, диагонального расположения их к направлениям дви­ жения очистных забоев. К тому же при оставлении целика канали­ зационный коллектор может оказаться выше примыкающих к нему канализационных сетей.

Наиболее целесообразной и эффективной мерой защиты эксплуа­ тационных канализационных сетей и коллекторов следует признать проведение горных мероприятий, уменьшающих влияние подземных разработок. Такие мероприятия были применены при подработке 12 участков магистрального, местного и соединительного самотеч­ ных канализационных трубопроводов Нововолынска шахтой № 3.

Под трубопроводами производилась выемка угля одним, а на от­ дельных участках двумя пластами, суммарной мощностью 2,01 м. Пласты залегают горизонтально на глубине 358—367 м. Расстоя­ ние между сближенными пластами, залегающими в толще аргил­ литов, составляет 10—12 м. Кратность подработки 180—250. Систе­ ма разработки комбинированная: с прямым порядком отработки по •пласту Па и обратным по пласту П7 . Управление кровлей — пол­ ное обрушение. Сведения об условиях подработки приведены в табл. 22.

Для сохранения самотечности горные работы начинали проводить со 'стороны нижней части коллекторов и вели навстречу стоку транспортируемой жидкости в течение всего периода подработки. Под наиболее ответственными участками трубопровода выемка уг­ ля велась широким фронтом горных работ (лавы 9, 10, 11, 12). За подработкой сетей проводились инструментальные наблюдения, ко­ торые показали, что макоимальные горизонтальные деформации в районе коллектора достигли 2 - Ю - 3 , наклоны 5,5 - Ю - 3 , радиусы кри-

визны составили 5,5 км и оседание 1400 мм. При указанных дефор­ мациях как в процессе подработки, так и после окончания процесса сдвижения земной поверхности работа сетей не нарушилась. Объяс­ няется это прежде всего 'правильным планированием очистных ра­ бот, так как при другом порядке отработки лав (не против стока) самотечность сетей на отдельных участках могла быть нарушена, поскольку допустимые наименьшие уклоны канализационных сетей диаметром 200 и 150 мм должны 'быть не менее 0,005—0,007. Сле­ довательно, если бы подработка велась о обратном направлении, полная самотечность могла сохраниться при условии удовлетворе­ ния следующей зависимости:

^i T m i n "f" Д

где iT — уклон трубопровода до подработки;

*'тт1п— минимально допустимый уклон канализационного трубо­

и 200 мм и полученные уклоны трубопроводов по инструментальным

Рассмотренный опыт подработки показывает также, что при го­ ризонтальных деформациях, равных 2 - Ю - 3 , целостность керамиче­ ских труб сохраняется.

Из опыта подработки сети канализации в Нововолынске можно сделать следующие выводы:

130

—горные меры охраны являются эффективным средством защи­ ты канализационных сетей в условиях Львовско-Волынского бас­ сейна;

—возможна подработка самотечных сетей при кратности 180 и горизонтальных деформациях 2- Ю - 3 .

§ 19. ОПЫТ ПОДРАБОТКИ ЧЕРВОНОГРАДА

Территория Червонограда расположена в пределах границ гор­ ного отвода шахты № 1. Непосредственно под территорией новой застройки города только угольные пласты П 7 и Г7| соответствуют

кондиционным по мощности /?г = 0,7 м . Глубина залегания Н и мощ­ ность этих пластов т следующие:

Пласт Щ —Н = 360—420 м; т = 0,88 м; Пласт П5 — Н = 380—450 м; т = 0,90 м .

Угол падения а = 0—3°.

Пласт П8 , залегающий между этими пластами, имеет мощность менее 0,7 м.

До 1968 г. производилась отработка по пласту Щ под старой (южной) частью города, где построены 2—3-этажные дома. Под новой (северной) частью разработка велась лавами 1, 2, 3, 4 восточ­ ными по пласту П 7 на глубине #=430 м мощностью т = 0,95 м под вторым микрорайоном и кварталами 19—22. Подрабатываемая этими лавами территория застроена 2-, 3, 4- и 5-этажными здания­ ми.

В старой части города в 1950—1957 гг. построены двухэтажные дома серии 1-207, 1-255, 1-253 и трехэтажные серии 1-255 с тремя продольными несущими стенами. В новой части города в кварталах 16—27 и первом микрорайоне до 1963 г. были построены дома с про­ дольными несущими стенами из монолитной кирпичной кладки се­ рий 1-207, 1-228 и 1-255, двухэтажные и трехэтажные серий 1-442, 1-424 и 1-438, четырехэтажные без конструктивных мероприятий, В микрорайоне № 2.и в квартале 22 построены пятиэтажные жилые дома серии 1-438-Ву с конструктивными мероприятиями.

Участок старой части Червонограда, застроенный двухэтажными домами, подрабатывался с 1965 .г. Работы велись по одному нижне­

осадочных швов почти не имеют трещин. Трещины появились в до­ мах длиной более 40 м ни имеющих выступающие в плане части. Причем перекрытия в этих домах нежесткие, из гипсобетонных плит по железобетонным балкам с шагом 1,2 м .