Маркшейдерское обеспечение безопасности ведения горных работ. Практикум

L – длина полумульды сдвижения, определяемая графически, однако для упрощения условий в данной работе принимается согласно табл. 1.6:

Значения функции Sıı Z в полумульде по падению пласта приведены в табл. 1.7/

Таблица 1.7

Определение значения функции Sıı Z

суммарных деформаций для гражданских зданий согласно «Правилам охраны» определяются по формулам, мм:

где lд н и lп н – нормативные допустимый и предельный пока-

затели суммарных деформаций для гражданских зданий, определяются по табл. 1.8.

n1 – коэффициент, зависящий от грунтовых условий, принимается по табл. 1.9.

n2 – коэффициент, учитывающий материал и толщину наружных стен зданий, принимается по табл. 1.10.

11

12

n3 – коэффициент, учитывающий износ наружных стен зданий, принимается по табл. 1.11:

Таблица 1.11

n4 – коэффициент, учитывающий наличие «жестких» пере-

крытий. Для зданий со сборными или монолитными железобетонными перекрытиями n4 = 1,2, для зданий с деревянными перекрытиями

n4 = 1,0.

n5 – коэффициент, учитывающий форму здания в плане. Для простой формы n5 = 1,0; для зданий П-образной, Г-образной, Т- образной формы в плане и других конфигураций n5 = 0,8; для зданий с деревянными стенами во всех случаях n5 = 1,0.

принимается 0,5; если произведение коэффициентов превысит 1,0, то необходимо принимать 0,9.

4. Допустимые д и предельные п горизонтальные дефор-

мации для гражданского здания согласно «Правилам охраны» определяются по формулам:

ваемого объекта с соответствующими расчетными показателями деформаций и l земной поверхности при отработке пласта I.

13

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 2

Составление элементов проекта гармонической отработки двух угольных пластов под железобетонным подземным резервуаром, обеспечивающей безопасную подработку объекта

Цель работы: применение горных мер охраны в целях снижения деформаций земной поверхности у основания подрабатываемого объекта при подземной отработке двух угольных пластов.

2.1. Теоретический минимум

При разработке свит пластов огромное влияние на процесс сдвижения земной поверхности и расположенных на ней объектов оказывают взаимное расположение очистных выработок, а также порядок и сроки отработки пластов.

Данные натурных наблюдений показали, что при ведении горных работ по отработке свит пластов с разрывом во времени, не превышающим общей продолжительности процесса сдвижения, а также при расположении границ очистных выработок в одной вертикальной плоскости, скорости и значения показателей деформаций земной поверхности значительно увеличиваются.

Это объясняется тем, что все деформации имеют определенный закон распределения в образующейся мульде сдвижения. В условиях сближенных пластов и схожести условий разработки, деформации определенного вида накладываются друг на друга с одинаковым знаком и тем самым суммируются, увеличивая деформацию земной поверхности.

Для снижения опасного влияния при одновременной отработке свит пластов применяется способ гармонической отработки. Этот способ относится к горной мере охраны и заключается в том, что, зная закон распределения определенного вида (по которому определяется опасность для подрабатываемого объекта) деформаций, располагают границы очистных выработок таким образом, чтобы деформации данного вида, возникающие от каждой очистной выработки, накладывались друг на друга с противоположным знаком и компенсировались. Компенсировать деформации можно полностью или частично. Полностью компенсировать деформации сложно и дорого, поэтому на практике производят частичную компенсацию деформаций до уровня допустимых показателей деформаций для охраняемого объекта.

15

2.2. Задание к работе

Планируется подземная разработка двух угольных пластов. Для снижения деформаций в основании подрабатываемого объекта (подземного железобетонного резервуара) применяется способ гармонической отработки пластов [3].

Характеристики охраняемого объекта приведены в табл. 2.1.

Под охраняемым объектом залегают два угольных пласта (пласт I, пласт II). Горно-геологические условия залегания угольных пластов представлены в табл. 2.2.

Требуется:

На вертикальном разрезе вкрест простирания свиты пластов определить местоположение границы выработки по падению угольного пласта II, при котором суммарные деформации земной поверхности под объектом при одновременной отработке обоих пластов будут минимальны и не превысят допустимых значений для объекта.

16

2.3. Методические указания

Для подземного резервуара наиболее опасными деформациями

являются горизонтальные деформации сжатия–растяжения . Поэтому целью применения способа гармонической отработки является снижение этого вида деформаций.

1. Допустимые значения горизонтальных деформаций для инженерного сооружения согласно «Правилам охраны» определяются по формуле

где l – длина объекта, м.

2. Расчет ожидаемых горизонтальных деформаций земной поверхности под влиянием отработки каждого пласта производится по методу типовых кривых с использованием формул, представленных в табл. 2.3.

Таблица 2.3

Расчет ожидаемых горизонтальных деформаций сжатия-растяжения по методу типовых кривых

пласта I и пласта II, определяются графически на разрезе вкрест простирания. Для этого после определения граничного угла 0 и угла

полных сдвижений 1 , в масштабе 1 : 2000 по заданным параметрам строится разрез вкрест простирания пластов (рис. 2.1).

17

Fı Z – функция распределения горизонтальных деформаций в полумульдах, значения которой приведены в табл. 2.4.

Таблица 2.4

Значения функции распределения горизонтальных деформаций F ı Z

в полумульде по падению отрабатываемого пласта

Таблица 2.5

Распределение ожидаемых и расчетных горизонтальных деформаций в полумульдах по падению пласта I и пласта II

19

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 3

Построение предохранительного целика под водным объектом

Цель работы: обоснование необходимости и построение предохранительного целика под руслом ручья способом перпендикуляров.

3.1. Теоретический минимум

Наибольшую опасность при ведении горных работ под водными объектами, расположенными на земной поверхности, представляют прорывы воды в горные выработки в результате образования провалов и зон водопроводящих трещин над очистными и подготовительными выработками, а также затопление земной поверхности, обусловленное ее оседанием.

Опыт подработки искусственных водоемов показывает, что значительных утечек воды из них не происходит, если под дном водоема залегают глинистые наносы мощностью более 2m (m – мощность отрабатываемого пласта) [2].

Для обеспечения условий безопасного ведения горных работ под водными объектами определяется зона опасного влияния водного объекта с точки зрения прорыва воды по системам водопроводящих трещин; определяется увеличение водопритоков в шахту; оценивается возможность ведения горных работ вне зоны опасного влияния, намечается комплекс мер по обеспечению безопасного ведения горных работ; оценивается возможность затопления отдельных участков поверхности вследствие ее оседания над горными выработками [1].

Под зоной опасного влияния водного объекта в угольном пласте понимается участок угольного пласта, в пределах которого выемка угля может повлечь за собой недопустимое увеличение притока воды в горные выработки, а в отдельных случаях – прорывы воды и затопление выработок. Зона опасного влияния для водных объектов определяется по углам разрывов (в сложных случаях – по углам сдвижения) и безопасной глубиной разработки под водным объектом.

Безопасной глубиной разработки под водным объектом называется минимальная глубина, при которой зона водопроводящих трещин, образующаяся над выработанным пространством, не достигает нижней границы водного объекта. Безопасная глубина определяется в зависимости от геологических условий согласно «Правилам охраны» и отсчитывается от нижней границы водного объекта по вертикали.

20