2.3 Построение границ зоны сдвижения

Сдвижение пород происходит по криволинейным поверхностям, но при выполнении графических построений их принимают за плоскости, образующие с горизонтом углы сдвижения и углы разрывов.

По углам сдвижения можно определить возможные зоны деформации поверхности. Это позволяет принимать решения о размещении поверхностных и подземных горнотехнических сооружений, которые могут выйти из строя даже при небольших деформациях горного массива.

Обезопасить сооружения от последствий сдвижения вмещающих пород можно следующими методами:

– расположением сооружений за пределами зоны сдвижения;

– оставлением под сооружениями охранных целиков из руды;

– применением твердеющей закладки.

При определении зон сдвижения горных пород различают:

– угол сдвижения пород лежачего бока β_л;

– угол сдвижения пород висячего бока β_в;

– угол сдвижения пород по простиранию δ.

Углы сдвижения горных пород зависят от их физических, прочностных, деформационных свойств, слоистости, трещиноватости и других факторов. В таблице 2.2 приведены ориентировочные значения углов сдвижения в зависимости от коэффициента крепости и строения пород.

Таблица 2.2. Углы сдвижения горных пород

Показатель	Породы
	слоистые		крепкие	наносы
Коэффициент крепости f	Менее 5	Более 5	Более 10	–
Угол сдвижения, град	50–60	60–75	75–85	35–45

Фактические углы сдвижения могут быть меньше, чем запроектированные, поэтому в целях безопасности поверхностные сооружения располагают на определенном расстоянии от зоны сдвижения. Это расстояние называется бермой безопасности. Размеры предохранительных берм принимают в соответствии с таблицей 2.2.

Таблица 2.2. Размеры предохранительных берм

Категория охраны	Характеристика объекта охраны	Ширина бермы, м
I	Сооружения основного подъемного комплекса (стволы, копры, здания подъемных машин), основные вентиляционные шахтные стволы, слепые шахты, магистральные железные дороги, здания в четыре этажа и выше, русла больших рек и т. п.	20
II	Вспомогательные стволы шахт с копрами и подъемными машинами, капитальные рудоспуски, квершлаги, штольни, штреки, бытовые комбинаты, жилые и общественные здания в 2-3 этажа и т. п.	10
III	Борта действующих карьеров, сады, парки, шоссейные дороги, одноэтажные здания, подъездные рудничные железнодорожные пути и т. п.	5

Примечание. При проектировании крупных промышленных сооружений, капитальных стволов, шахт, расположенных в лежачем боку мощных крутопадающих залежей, имеющих значительную протяженность по простиранию и падению, ширину предохранительной бермы увеличивают до 50 м.

Угол сдвижения пород по простиранию для пологопадающих месторождений δ (град.) при системах с обрушением можно рассчитать по формуле:

δ = 55º + 1,5º · f,

где f – коэффициент крепости пород.

Для крутопадающих месторождений угол сдвижения пород лежачего бока β_л (град.) определяется по формуле:

β_л = 35º + 3,4º · f.

На рис. 2.2 приведен пример определения места расположения вертикального ствола на поверхности вне зоны сдвижения.

Рис. 2.2. Построение зоны сдвижения горных пород: 1 – ствол; 2 – предохранительная берма на поверхности; 3 – граница сдвижения пород; α – угол падения рудной залежи; β_л и β_в – углы сдвижения пород соответственно лежачего и висячего бока; φ – угол сдвижения в наносах; l – берма безопасности