Геодинамическая и геомеханическая безопасность. Практикум

41

Рис.  6.2. Номограмма для определения критической мощности защитного пласта

42

Если h1 < S1 при подработке или h2 < S2 при надработке, то необходимо завершить построение защищенной зоны со сто­ роны границ выработанного пространства и выделить участки, характеризующиеся восстановлением опасных нагрузок, как это показано на рис.  6.1. Для оконтуривания защищенных зон (см. рис.  6.1) используют углы защиты d1 (d2, d3 и d4), углы вос­ становления опасных нагрузок j1 (j2 и j3), значения которых в зависимости от угла падения пласта a приведены в табл.  6.2.

Таблица  6.2

Значения углов защиты d и восстановления опасных нагрузок j

По заданию  3 размеры защищенного участка на пластах 2 определяются графически после завершения всех построений с использованием масштаба чертежа.

По заданию  4 область восстановления опасных нагрузок на схемах рис.  6.1, б и в образуется при одновременном соблюде­ нии условий

а = L1 +L2 и b =2L3.

Параметры L1, L2 и L3, используемые для построения зоны восстановления опасных нагрузок, рассчитываются по формулам

L1 =b1 L1′; L2 =b1 L2′; L3 =b1 L3′.

43

Значения L1′, L2′ и L3′ определяются по номограмме (рис.  6.3). В области восстановления опасных нагрузок могут происходить геодинамические явления.

Рис.  6.3. Номограмма для определения величин Li′(i = 1, 2, 3).

По заданию  5. Величины допустимых опережений (мини­ мального и максимального) очистным забоем защитного пла­ ста горных работ на защищаемом пласте (см. рис.  6.1) приве­ дены в табл.  6.3.

Таблица  6.3

Величины допустимых опережений (минимального и максимального) очистным забоем защитного пласта горных работ на защищаемом пласте

44

* В таблице даны максимальные опережения при ведении очистных работ по простиранию. При ведении горных работ по падению (см. рис.  6.1) вместо величины L3 и j3 принимают L1 и j1, а по восстанию – L2 и j2.

При оставлении в выработанном пространстве целиков раз­ мером менее 0,1l (на мощных пластах – 8 м) такие целики при расчете защищенных зон не учитываются и за величины а или b принимают суммарную ширину выработанного пространства соответственно по падению или простиранию.

Если размер целика больше 0,1l (на мощных пластах – 8 м), то за величину а или b принимают соответственно ширину вы­ работанного пространства по падению или простиранию, огра­ ниченную с одной стороны целиком, а с другой – угольным массивом.

По заданию  6. Сделать отчет, который состоит из следую­ щих элементов:

•титульный лист;

•содержание;

•формулировка задания и исходные данные;

•расчеты;

•выводы.

Исходныеданныедлявыполненияработы

Глубина разработки защитного пласта H = 500 + 25N, м, где N – номер по журналу.

Вынимаемая мощность защитного пласта m = 1,2 + 0,05N, м. Принятый способ управления кровлей на защитном пласте –

полное обрушение.

Угол падения пласта a = 10 + N, град.

45

Процентное содержание песчаников в составе междупластья h = 30 + N, %.

Размеры очистной выработки защитного пласта a = 100, b = 100, м.

Расстояние по нормали h1 между защитным пластом 1 и за­ щищаемым в его кровле 2 – 20 м.

Расстояние по нормали h2 между защитным пластом 1 и за­ щищаемым в его почве 2 – 30 м.

Контрольныевопросы

1.  Поясните понятие «защитный пласт». 2.  Поясните понятие «защищенный пласт». 3.  Поясните понятие «защищенная зона». 4.  Поясните понятие «углы защиты».

5.  Поясните понятие «углы восстановления опасных на­ грузок».

6.  От каких факторов зависит размер защищенной зоны? 7.  Что означает выражение «допустимое опережение очист­

ным забоем защитного пласта горных работ на защищаемом пласте»?

46

ЛАБОРАТОРНАЯРАБОТА№  1  Определениестепениизносаздания

Цель работы: ознакомиться с порядком выполнения работ по обследованию зданий, выполнению расчетов степени изно­ са здания, определить степень износа здания на основании ви­ зуально-инструментального обследования.

Общиесведения

При подработке земной поверхности или развитии ополз­ невых процессов в зданиях и сооружениях возникают дефор­ мации. Развитие деформаций приводит к ущербу, или износу здания. Степень износа зданий рассчитывается в соответствии с [1].

Корпус «Л» Горного института НИТУ МИСИС деформиро­ ван в результате оползневых процессов при строительстве кот­ лована с северной стороны от здания. В стенах, полу здания об­ разовались многочисленные трещины.

Получениеисходныхданных

Исходные данные для расчетов получают путем визуаль­ но-инструментального обследования деформаций корпуса «Л» на этажах с 3-го по 7-й.

Задания

1.  Провести необходимые измерения на 2–4-м этажах зда­ ния при помощи мерной рулетки, линейки, щупов.

2.  Выполнить расчеты и оценить степень износа здания. 3.  Оценить ожидаемые повреждения конструкций здания

в соответствии с табл.  7.2. Сравнить с фактическими резуль­ татами измерений.

4.  Вычертить схему расположения трещин в масштабе 1:200. 5.  Составить отчет.

Методическиеуказания

По заданию  1 среди трещин в массиве пород и конструкци­ ях выделяют эшелонированные, кулисообразные, ветвящиеся

47

и другие (рис.  7.1). При обследовании зданий измеряют шири­ ну раскрытия всех трещин и определяют их вид.

ДЕ

Трещины по взаимному положению: А – эшелонированные; Б – кулисообразные; В – ветвящиеся; Г – пересекающиеся;

Д – веерообразные; Е – концентрические

Рис.  7.1. Виды трещин

Обследование трещин проводят на двух-четырех горизон­ тальных сечениях (этажах здания) на выбранном участке с периметром Р. Фиксируют все трещины с раскрытием от 0,5 при помощи линейки и щупов. Прослеживают трещины по их простиранию и определяют их вид (см. рис.  7.1). Периметр площадки P определяют при помощи рулетки. Результаты за­ меров заносят в таблицу (табл.  7.1).

Таблица  7.1

Экспериментальные данные

ЭТАЖ № ___, Pплощадки _____,м

48

По заданию  2 требуется выполнить следующее.

1.  По данным табл.  7.1 определяют сумму раскрытия тре­ щин для каждого этажа по формуле

∑m1 d1 +d2 +d3 + +dmi , мм,

0

где m1, m2, …, mk – количество трещин по этажам; d1, d2, …, dm – раскрытие трещин, мм.

Фрагменты эшелонированных кулисообразных трещин учи­ тывают как одну трещину.

2.  Определить удельное раскрытие трещин:

∑m1 dm1 +∑m2 dm2 +∑m3 dm3

где L – периметр обследуемой площадки, м;

k – количество выбранных горизонтальных сечений (этажей).

3.  Определить степень износа здания:

Ист =12 (dуд 10)12 , %.

По заданию  3 оценивают ожидаемые повреждения здания в соответствии табл.  7.2.

По заданию  4 для построения схемы расположения трещин используют миллиметровую бумагу.

По заданию  5 сделать отчет, который состоит из следующих элементов:

•титульный лист;

•содержание;

•формулировка задания и исходные данные;

•расчеты;

•выводы.

49